Le synchrotron rapidement pulsé du complexe EURISOL/Beta-Beam
Institution:
Paris 11Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
In order to ask for physicians requests, some neutrinos facilities are under studies to produce pure, intense, well collimated neutrinos beams with a well determined energy spectrum. One of them, the Beta-Beam project, is based on neutrinos production by radioactive ion beams decay after acceleration. The thesis is focused on one step of the complex, namely the low energy ring required for accumulation and injection of ion beams between the post-acceleration linac of the EURISOL complex (dedicated complex for radioactive ion beam production) and the CERN PS. After the description of the EURISOL complex and the Beta-Beam complex, a description of charged particles beams transport formalism is given. Then, in the second part, studies on the definition and the optimisation of the ring are given, starting by optical structure then different simulations concerning beam dynamics, ie multiturn injection, synchronous acceleration with beam losses localization and intensity, fast extraction, chromaticity with eddy currents correction and space charge effects. Finally, a preliminary technical design of the RCS main magnets is proposed.
Abstract FR:
Afin de répondre aus demandes des physiciens, plusieurs complexes de production de faisceaux de neutrinos purs, intenses, bien collimatés et dont le spectre en énergie est bien connu sont en cours d'étude. L'un d'eux, le projet Beta-Beam, est basé sur la production de neutrinos via la décroissance d'ions radioactifs préalablement accélérés. La thèse porte sur l'étude d'un des étages de ce complexe, à savoir l'anneau accumulateur-injecteur placé entre le linac de post accélération du complexe délivrant les faisceaux d'ions radioactifs (EURISOL) et le PS du CERN. Après avoir décrit les complexes EURISOL et Beta-Beam au début de ce mémoire, le formalisme lié au transport et à l'accélération des particules chargées dans un accélérateur circulaire est exposé. Dans la deuxième partie, les études portant sur la définition et l'optimisation de l'anneau accumulateur-injecteur sont exposées, en commençant par la structure optique de l'anneau puis les différentes simulations concernant la dynamique des faisceaux, à savoir l'injection multi-tours, l'accélération synchrone avec la localisation et l'intensité des pertes, l'extraction rapide, la correction de la chromaticité et des effets des courants de Foucault ainsi que les effets de charge d'espace. Enfin pour conclure ce mémoire une première définition des aimants principaux de l'accélérateur est proposée.