Cette étude retrace la conception d'une maquette courte du tank de DTL pour le projet IPHI, dont les caractéristiques thermiques, mécaniques et technologiques sont extrapolables à une machine complète de 6 mètres.
Nous avons comparé les propriétés mécaniques, de soudabilité et la compatibilité à l'ultravide pour différents matériaux de base pour ne retenir que l'inox :. L'acier a été rejeté car il est plus difficile de garantir la reproductibilité de ses propriétés à l'ultra-vide. C'est néanmoins un choix possible.
Des calculs analytiques ont permis de balayer différentes configurations et de définir les ordres de grandeur. Les calculs 3D confirment ces valeurs et consolident le design des structures fortement 3D. En particulier, Nous avons vérifié que le design des principales ouvertures du prototype est compatible avec les contraintes mécaniques acceptables.
L'ajout d'une couche de matériau bon conducteur thermique permet d'améliorer notablement le refroidissement et donc de minimiser les contraintes. Le matériau retenu pour cette couche thermique est le cuivre, déposé par électrolyse. Ce choix a des implications sur la longueur des segments du futur DTL.
Enfin, la mise sous pression de l'enceinte ne risque pas d'engendrer de dérive en fréquence gênante.
La maquette conçue est mécaniquement viable et les tests à mener en puissance au CERN permettront de valider les concepts pour un futur DTL complet.
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