Etude des phenomenes thermiques dans les cavites acceleratrices supraconductrices en niobium rigidifiees par projection thermique

par SEBASTIEN BOUSSON

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Alex C. Mueller.

Soutenue en 2000

à PARIS 11, ORSAY .

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  • Résumé

    L'utilisation de la technologie des cavites supraconductrices pour les accelerateurs de particules presente de nombreux avantages dont le plus marquant est l'obtention de forts gradients accelerateurs, meme en continu, et ce pour de tres faibles puissances dissipees comparees aux cavites chaudes. En raison de leur facteur de qualite eleve, les cavites supraconductrices ont une bande passante en frequence tres etroite, et sont extremement sensibles aux diverses perturbations mecaniques. Les forces de lorentz, les vibrations, les microphonies deforment mecaniquement les cavites et modifient leur frequence de resonance. Afin d'obtenir une stabilite mecanique necessaire pour les futurs collisionneurs comme tesla ou pour les linacs a protons haute intensite, une nouvelle methode de rigidification des cavites est etudiee. Le principe consiste a deposer par projection thermique une couche supplementaire de materiau tel que le cuivre sur les parois externes de la cavite. Differentes methodes de projection ont ete etudiees : projection plasma sous air ou sous atmosphere controllee, projection hvof. Des cavites supraconductrices monocellules prototypes a 1. 3 et 3 ghz ont ete fabriquees et testees. Des mesures sur echantillons ont permis d'obtenir les caracteristiques thermiques et mecaniques des revetements obtenus et ces resultats ont ete introduits dans des codes de simulation du comportement des cavites bi-materiaux. La methode de projection la plus adaptee a la rigidification des cavites supraconductrices a ete ainsi determinee. Les outils developpes pour cette etude ont egalement permis d'etudier le comportement thermique d'une cavite pendant un quench, en developpant une methode d'analyse des signaux hf pour mesurer la propagation du quench et en comparants les resultats avec des simulations thermiques. Par ailleurs, des mesures par thermometrie cryogenique sur cavites ont apporte des premieres observations interessantes sur la degradation du facteur de qualite a haut gradient.


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Informations

  • Détails : 190 p.
  • Annexes : 63 ref.

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TH2014-014597
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