25 juin 2021 | La Revue POLYTECHNIQUE 09/2020 | Fluidique

Des pompes turbomoléculaires pour le GANIL

La société Pfeiffer Vacuum a reçu plusieurs commandes importantes de la part du Grand accélérateur national d’ions lourds (GANIL), un important centre de recherche français, pour la fourniture de pompes turbomoléculaires et de chambres à vide sur mesure.

La pompe turbomoléculaire est un type de pompe à vide utilisé pour obtenir des vides très poussés, allant jusqu’à 10 -7 Pa. Le pompage s’effectue à l’aide d’une multitude d’étages de rotors et de stators.

Inauguré en Normandie en 1983, le Grand accélérateur national d’ions lourds (GANIL) est l’un des grands laboratoires internationaux destinés à la recherche au moyen de faisceaux d’ions. Avec le Centre de recherche sur les ions lourds GSI ( Gesellschaft für Schwerionenforschung mbH ) basé à Darmstadt, il est l’un des plus grands accélérateurs d’ions lourds au monde. Le GANIL entretient de nombreuses collaborations internationales pour le développement des projets FAIR en Allemagne et SPIRAL2 en France, dont celui du projet DESIR.

Dans ces laboratoires, les accélérateurs génèrent une large gamme de faisceaux ioniques, utilisés notamment pour produire des noyaux superlourds. Créés par la collision de particules à haute énergie, ces noyaux exotiques n’existent pas à l’état naturel, dans des conditions normales. Les faisceaux d’ions produits sont utilisés pour la recherche fondamentale dans des domaines tels que l’astrophysique, les sciences des matériaux, la radiothérapie, la radiobiologie, la physique atomique, ainsi que la recherche sur la fusion nucléaire.

L’ultravide grâce aux pompes turbomoléculaires

L’installation DESIR guide les faisceaux d’ions générés vers les différentes expériences. Ce guidage de faisceau nécessite des déflecteurs et des quadripôles électrostatiques. Un niveau de vide poussé (ultravide UHV) est indispensable pour permettre aux particules accélérées de se déplacer aussi librement que possible dans les lignes. Pour maintenir une pression aussi basse, un système à vide extrêmement performant et fiable est nécessaire.

L’accélérateur linéaire supraconducteur SPIRAL2 du GANIL. (© P. Stroppa/CEA)

Dans ce contexte, le GANIL a opté pour les pompes turbomoléculaires HiPace 700 M et les chambres à vide de la société Pfeiffer Vacuum. Les pompes turbomoléculaires utilisées se caractérisent par leur conception compacte, leur débit de pompage élevé et leur faible consommation d’énergie. Leurs paliers électromagnétiques sont appelés « paliers magnétiques actifs » dans la mesure où la position du rotor est contrôlée en permanence et réajustée en temps réel. Grâce à la compensation automatique du balourd, ils assurent la stabilité du rotor, ainsi qu’un fonctionnement sans usure et de faibles niveaux de vibrations. Cette technologie de paliers ne nécessite ni entretien, ni lubrifiant. Les pompes turbomoléculaires sont constamment perfectionnées pour pouvoir répondre aux exigences techniques de plus en plus pointues des accélérateurs de particules. Des versions spécifiques sont disponibles pour les différentes applications.

Pfeiffer Vacuum (Schweiz) AG
8005 Zurich
Tél. 044 444 22 55
www.pfeiffer-vacuum.com

Le projet SPIRAL2

SPIRAL2 (Système de Production d’Ions RAdioactifs en Ligne de 2 ^e génération) est un projet de faisceaux exotiques destiné à la recherche en physique nucléaire au Grand accélérateur national d’ions lourds (GANIL). Il est basé sur un accélérateur linéaire de particules, le LINAC, qui fournira des faisceaux d’ions stables de très hautes intensités, qui produiront des noyaux exotiques n’existant pas naturellement sur Terre. Ces noyaux permettront aux physiciens d’étudier les propriétés fondamentales des interactions entre les nucléons, qui assurent la cohésion de la matière à l’échelle nucléaire ou sont responsables de la désintégration du noyau atomique. Ces recherches trouveront des applications dans le domaine de l’imagerie médicale.

L’installation DESIR

DESIR (Désintégration, Excitation et Stockage d’Ions Radioactifs) est un équipement de spectroscopie laser, qui permettra au sein de l’infrastructure SPIRAL2 du laboratoire GANIL, d’étudier les propriétés statiques des noyaux exotiques et de mener des expériences à basse énergie. L’installation DESIR permettra d’élargir les connaissances sur les principales propriétés de l’état fondamental de certains noyaux radioactifs, comme le mode de désintégration, la demi-vie, la masse, la charge, son rayon de charge et sa forme. La production de radioisotopes ayant des durées de vie plus longues permettra leur transport et leur utilisation hors-site, pour des essais cliniques sur des patients en milieu hospitalier, par exemple. Le projet SPIRAL2 doté de l’équipement DESIR apportera une contribution majeure à l’imagerie clinique. Il permettra également d’accélérer la recherche préclinique en radio-immunotherapie (RIT) ou en thérapie par radionuclide.

À propos de Pfeiffer Vacuum

L’entreprise Pfeiffer Vacuum est l’un des leaders mondiaux dans la technologie du vide. Outre une gamme complète de pompes turbomoléculaires hybrides et à pallier magnétique, sa gamme de produits comprend des pompes à vide primaire, des détecteurs de fuite, des appareils de mesure et d’analyse, ainsi que des systèmes et enceintes à vide. Depuis l’invention de la pompe turbomoléculaire par Pfeiffer Vacuum, l’entreprise est connue pour ses solutions innovantes et ses produits de haute technologie utilisés dans les laboratoires, dans l’industrie, dans la recherche et le développement, le dépôt sous vide et les semi-conducteurs.

Fondée en 1890, Pfeiffer Vacuum est présente dans le monde entier. L’entreprise, qui emploie quelque 3300 collaborateurs, dispose d’un réseau mondial composé de plus de vingt filiales et centres de service ainsi que de dix sites de production.