Résumé - Pierre vers un démonstrateur d'accélérateur ECRIPAC

Pierre vers un démonstrateur d'accélérateur ECRIPAC

2025-07-10 15:00:20

{"Andrea Cernuschi","Thomas Thuillier","Laurent Garrigues"}

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L'Accélérateur d'Ions à Résonance Cyclotron Électronique (ECRIPAC) est un concept d'accélérateur novateur proposé dans les années 1990 pour générer des faisceaux d'ions pulsés à haute énergie. Ce concept utilise des technologies bien établies telles que les fréquences radio et les champs magnétiques, offrant des applications potentielles dans divers domaines, y compris la médecine. Les études initiales sur l'ECRIPAC étaient defectueuses en raison d'une erreur de calcul significative, ce qui a conduit à une littérature incomplète et potentiellement erronée. Cependant, la simplicité et la compacité du système ECRIPAC restent fortes motivations pour des recherches supplémentaires. Cette étude examine le principe de fonctionnement et la théorie physique derrière l'ECRIPAC, en corrigeant la littérature existante sur le sujet. L'étude présente une enquête théorique détaillée sur la condition de stabilité pour l'accélération des ions, mettant en avant des limitations plus strictes que celles prévues précédemment. L'analyse de divers paramètres physiques sur la conception de l'accélérateur conduit à la conception d'un démonstrateur compact capable d'accélérer des ions He2+ jusqu'à 9,5 MeV par noyau dans une cavité d'accélération de 1,8 m de long. Des simulations Monte-Carlo sont utilisées pour modéliser la dynamique des électrons dans le système et valider le cadre théorique de l'ECRIPAC. L'étude montre que l'ECRIPAC est bien adapté pour accélérer des ions à faible rapport A/Z en utilisant un plasma dense, et l'existence d'un processus d'accélération stable dépend de plusieurs paramètres, y compris le profil magnétique PLEIADE et la longueur de la cavité. Un design de prototype pour un accélérateur compact de He2+ est proposé sur la base de l'étude théorique, et le code Monte-Carlo valide les résultats de l'étude. Des simulations Particle In Cell de tout le système pendant le cycle de fonctionnement complet sont actuellement en cours de développement pour vérifier le bon fonctionnement du concept ECRIPAC en utilisant le démonstrateur compact proposé.