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AbstractAbstract
[en] More and more, the power of primary beam sent onto targets increases until reaching several kilo Watts of magnitude, inducing new problematic and challenges. Consequently, the need of new target design arises and leads to new conceptual design proposals. Amongst them, a concept of Lead Bismuth Eutectic (LBE) loop target making use of an heat exchanger and a pump has been proposed during the European project EURISOL Design Study. This concept proposed an improvement in terms of release efficiency of short-lived species by transforming the irradiated liquid into droplets shape. This thesis presents the development of this target design proposal. A prototype target has been developed and will be tested under proton beam at Isolde at CERN, Geneva. Several analytical tools for the study of this kind of targets are proposed, taking into account different design parameters. These tools can be applied for other high power target concept and allow an easy dimensioning of this kind of targets. As well, an innovative heat exchanger is developed, allowing to extract constant power out of the target for different LBE temperature. The proposed target design is validated thanks to different numerical and analytical tools while experimental tests have been conducted in order to assess the droplet formation feasibility. These tests prove that a shower of droplets of 400 μm is possible. The developed target is the first one combining a diffusion chamber where a shower is created combined with a pump and a heat exchanger. The concepts of this design could be applied for similar targets that could be developed in other facilities. (author)
[fr]
De plus en plus, la puissance des faisceaux primaires envoyes sur les cibles augmente jusqu'a atteindre plusieurs centaines de kiloWatt, creant ainsi de nouvelles problematigues et de nouveaux defis. De nouveaux concepts de cibles ont ainsi vu le jour. Parmi eux, une boucle liguide utilisant du Plomb Bismuth Eutectic (LBE) comme materiau de cible, et dans lequel un echangeur de chaleur et une pompe sont integres, a ete proposee durant la phase de developpement du projet EURISOL. Ce concept prevoit de plus de transformer le liquide irradie sous forme de gouttes de maniere a faciliter l'extraction des isotopes crees et ainsi d'augmenter la production d'isotopes a court temps de demi-vie. Cette these presente le developpement de ce design. Un prototype a ete developpe et sera teste sous faisceau de protons a ISOLDE au Cern, Geneve. Plusieurs outils analytiques pour l'etude et la conception de cible haute puissance sont proposes, prenant en consideration divers parametres de design. Ces outils peuvent etre utilises pour d'autres cibles haute puissance et permettent un dimensionnement simple de ce genre de cible. De plus, un design innovant d'echangeur de chaleur est presente, permettant d'extraire une puissance constante pour differentes temperatures de LBE. Le design propose est valide grace a divers outils numerigues et analytiques. De plus, des tests experimentaux ont ete realisees pour valider la faisabilite de douche. Des gouttes de 400 μm ont ete obtenues. La cible proposee est la premiere combinant l'utilisation d'une chambre de diffusion ou la douche est creee, avec une pompe et un echangeur de chaleur. Les concepts avances peuvent etre utilises pour le developpement de cibles similaires dans d'autres instituts. (auteur)Original Title
Developpement d'un nouveau concept de cible pour faisceau de protons au Cern/Isolde
Primary Subject
Source
14 Dec 2015; 226 p; 72 refs.; Available from the INIS Liaison Officer for France, see the INIS website for current contact and E-mail addresses; These Docteur de l'Universite de Technologie de Belfort-Montbeliard, Specialite: mecanique
Record Type
Miscellaneous
Literature Type
Thesis/Dissertation
Report Number
Country of publication
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INIS VolumeINIS Volume
INIS IssueINIS Issue