Conception d'un actionneur pour le nouveau Wire Scanner du LHC

Design and construction of a new actuator for the LHC wire scanner

• Auteur / Autrice : Mohamed Koujili
• Direction : Abdesslem Djerdir
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie Electrique
• Date : Soutenance le 08/02/2013
• Etablissement(s) : Belfort-Montbéliard
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur et microtechniques (Besançon ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : IRTES. SET - Laboratoire Systèmes et Transports
• Jury : Président / Présidente : Michel Hecquet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Abdesslem Djerdir, Michel Hecquet, Mohamed Benbouzid, Gianpaolo Vitale, Youcef Ait-Amirat, Pascal Brochet, Maurizio Cirrincione, Bernd Dehning
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Mohamed Benbouzid, Gianpaolo Vitale

Mots clés

Mots clés contrôlés

Hautes températures

Mots clés libres

Wire scanner

MSAP

Vide

Radiation

Haute température

Wire scanner

PMSM

Vacuum

Radiation

High temperature

Résumé

Le LHC met en collision deux faisceaux de protons avec une énergie de 7 Tevchacun, entrainant ainsi un taux de particules d'environ 109 Hz. Le taux departicules est déterminé la production d'une coupe transversale, une constancenaturelle, la luminosité et un paramétre dépendant de l'accélérateurcapable de décrire les faisceaux de particules. La luminosité dépend dunombre de particules dans chaque faisceau linéairement et des dimensionstransversales du faisceau inversement. Elle augmente avec la densité dufaisceau de particules et en conséquence, la probabilité d'interactions estaccrue. Pour optimiser les tailles des faisceaux transversaux, on utilisedes dispositifs de contrle de pro_le, qui permettent de mesurer les changementsde paramétres dépendants. A l'intérieur du LHC, trois di_érentstypes de dispositifs de contrle des pro_les sont installés, savoir le WireScanner (WS), le Synchroton Light Monitor et le Rest Gas Pro_le Monitor.Le WS est considéré comme étant le plus précis de ces trois dispositifsde contrle et sert d'appareil de calibrage pour les deux autres. Ils'agit d'un appareil électromécanique qui mesure l'état de densité du faisceautransversale de faon intermittente. Lorsque le cble traverse le faisceau,l'interaction particule-matiére génére une cascade de particules secondaires.Ces derniers sont interceptés par un scintillateur, lequel est attaché un photo-multiplieur, et ce a_n de mesurer l'intensité de la lumiéreainsi produite. L'amplitude du signal lumineux est proportionnelle la densité de la portion de faisceau interceptée. L'acquisition de la position du_l et celle de l'intensité du signal sont synchronisées avec la fréquence dela révolution de particules puis sont combinées pour construire le pro_lede densité du faisceau transversal. Le WS est installé et mis en marchedans tous les accélérateurs circulaires du CERN sur une base réguliére

The LHC collides two protons beams with an energy of 7 TeV each resultingin a aimed total particle rate of about 109 Hz. The particle rateis determined by the production cross section, a natural constant and theluminosity accelerator dependent parameter describing the particle beams.The luminosity depends on the number of particles in each beam linearlyand on the transverse dimensions of the particle beam inversely. It increaseswith the particle beam density and therefore the probability of interactions.To optimize the transverse beams sizes, pro_le monitors are used to measureparameter depending changes. Within the LHC, three di_erent typesof pro_le monitors are installed: Wire scanner (WS), Synchrotron lightmonitor and Rest Gas Pro_le Monitor. The WS monitor is considered tobe the most accurate of these monitors and serves as a calibration devicefor the two others. The WS is an electro-mechanical device which measuresthe transverse beam density pro_le in an intermittent way. As the wirepasses through the beam, the particle-matter interaction generates a cascadeof secondary particles. These are intercepted by a scintillator, which isattached to a photomultiplier in order to measure the intensity of the lightthereby produced. The light signal amplitude is proportional to the densityof the intercepted beam portion. The acquisitions of the wire position andthe intensity signal are synchronized with the particle revolution frequencyand are combined to construct the transverse beam density pro_le. TheWS is installed and operated in all circular accelerators of CERN on a dailybasis.