Solutions de vide pour accélérateurs

Un accélérateur de particules utilise l'énergie électrique pour générer des ondes électromagnétiques qui accélèrent des particules chargées, telles que des électrons, des protons ou des ions, à des vitesses très élevées. Ces particules sont dirigées vers des expériences où elles entrent en collision ou interagissent afin d'étudier la physique fondamentale ou d'administrer des traitements dans les applications médicales. Les systèmes de vide sont essentiels pour accélérer de manière fiable les particules dans des conditions d’ultravide, en minimisant les interférences des faisceaux.

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Les systèmes de vide dans les accélérateurs de particules et médicaux sont exposés à des charges thermiques importantes pendant leur fonctionnement. Les faisceaux à haute énergie et les pièces environnantes génèrent souvent des températures élevées, en particulier dans les environnements à faisceaux continus ou pulsés. Pour garantir la stabilité du système, des systèmes de refroidissement sont intégrés dans les chambres sous vide et les composants afin de gérer la chaleur et de réduire les contraintes thermiques.

Dans les accélérateurs de recherche utilisant des technologies supraconductrices, la cryogénie est essentielle pour refroidir les aimants et les structures à des températures extrêmement basses afin de maintenir la supraconductivité et de minimiser les pertes d'énergie. Une gestion thermique efficace est essentielle pour maintenir des conditions d’ultravide et garantir un fonctionnement fiable à long terme des procédés sensibles des accélérateurs, tels que le transport de particules, l’irradiation cible, ou la génération d’isotopes.

En radiothérapie, un faisceau thérapeutique hautement ciblé délivre un maximum d'énergie à la tumeur tout en minimisant l’exposition des tissus sains environnants. La protonthérapie, une forme de radiothérapie, utilise des protons accélérés pour un ciblage précis.

Les accélérateurs linéaires médicaux (linacs) sont des machines de précision couramment utilisées en radiothérapie pour générer des rayons X ou des électrons à haute énergie afin de former un faisceau thérapeutique qui cible précisément les tumeurs. Les linacs peuvent également traiter les tumeurs superficielles proches de la peau avec des faisceaux d’électrons.

Pfeiffer propose une gamme complète de technologies de vide compatibles UHV et résistantes aux rayonnements, adaptées aux besoins spécifiques des accélérateurs de recherche, des accélérateurs linéaires médicaux et des systèmes industriels à faisceau d’électrons. La gamme de produits comprend :

Pompes à vide turbomoléculaires

Les sources de neutrons à spallation génèrent des neutrons en bombardant un matériau cible de protons ou d’ions. Ces neutrons sont utilisés pour la recherche dans des domaines tels que la physique, la chimie et la science des matériaux.

Les systèmes de vide sont essentiels tant pour les installations expérimentales que pour les accélérateurs linéaires. Ils garantissent que les faisceaux de particules chargés ne sont pas contaminés par des molécules de gaz résiduelles, ce qui est essentiel pour la stabilité et la précision du faisceau. En physique des hautes énergies (HEP), le maintien de l’ultravide (UHV) réduit la dispersion et le bruit de phase, permettant ainsi des mesures précises dans des environnements à haute énergie. Dans les applications médicales, les conditions de vide garantissent un guidage du faisceau fiable pour des traitements tels que la protonthérapie.

Un ADS génère des faisceaux de neutrons par spallation en propulsant des protons à haute vitesse dans un matériau cible, généralement composé d’éléments lourds tels que le plomb ou le tungstène. Cela induit une réaction de spallation, libérant des neutrons à des fins de recherche.

Les pistolets à protons utilisent généralement des pompes à vide plus petites. En revanche, les accélérateurs et chambres d’irradiation nécessitent des pompes plus grandes. Tous deux garantissent des performances et une fiabilité optimales.

Les produits de Pfeiffer, y compris les pompes turbomoléculaires et l’électronique à distance, sont conçus pour les environnements à rayonnement élevé. Ces pompes à vide sont utilisées avec succès au CERN depuis plus de 40 ans. Nos solutions sont fabriquées avec des matériaux sélectionnés pour leur capacité à résister aux rayonnements et à minimiser le dégazage.