RESOXS
Réflectomètre sous ultra-vide
Le réflectomètre RESOXS est utilisé pour conduire des expériences de réflectivité magnétique résonnante à basses températures, dans le domaine des rayons X mous. Conçue pour être déplacée, cette enceinte expérimentale a été utilisée au LURE, à l’ESRF et au SLS (Swiss Light Source). Elle est actuellement installée au Synchrotron Soleil, sur la ligne de lumière SEXTANTS.
Démarré en 1997, le budget initial consacré à ce projet était d’environ 1 million de francs (150 K€).
Spécificités de l’appareil
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Le réflectomètre se présente sous la forme d’une enceinte sous ultravide, sur laquelle sont implantés les différents composants : support et manipulateur d’échantillon, cryostat, système d’aimantation, détecteur. Montée sur un châssis déplaçable, cette enceinte peut basculer à 90° suivant l’axe du faisceau.
L’appareil se compose de 2 ensembles principaux : La partie supérieure permet de refermer l’enceinte sous ultravide, jouant ainsi le rôle de « couvercle ». Elle accueille les éléments suivants :
La partie inférieure définit le volume de la cuve. Elle accueille, via un deuxième cercle à pompage différentiel (rotation dite 2θ), les systèmes de détection et de mesure. Cette configuration indépendante porte-échantillon / détecteur est une originalité de l’appareil : elle réduit le porte-à-faux sur le manipulateur d’échantillon et améliore la répartition des masses. Ce sous-ensemble accueille 2 degrés de liberté supplémentaires :
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Schéma de fonctionnement du réflectomètre
Vue CAO du réflectomètre sur son châssis motorisé |
Jouvences récentes
Ces dernières années, le réflectomètre RESOXS a fait l’objet de plusieurs modifications et améliorations :
- Renouvellement du système d’encliquetage du porte-échantillon.
- Modification du bras détecteur : ajout d’un système de fentes pouvant translater devant la ou les photodiodes.
- Remplacement du châssis d’origine par un châssis motorisé conçu à SOLEIL, permettant un positionnement précis de l’enceinte en translation et en rotation suivant les 3 axes.
- Ajout, sur la couronne tournante 2θ, d’un support à 2 degrés de libertés permettant le positionnement d’un détecteur CCD.
- Remplacement du cercle à pompage différentiel inférieur tombé en panne.
- Ajout, sur la couronne tournante 2θ, d’un support de lentille escamotable.
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Support motorisé pour un détecteur CCD |
Support de lentille escamotable |
Nouvelle "top flange"En 2014, le projet RESOXS connaît une nouvelle étape importante, avec le renouvellement de la partie supérieure du réflectomètre (la "top flange"), qui accueille les éléments embarqués sur le mouvement θ.
L'ensemble est en cours de conception au SERAS et l'intégration sur site est prévue pour début 2017. A droite : vue CAO de la nouvelle top flange |
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Ce nouveau couvercle à fond bombé nécessite d’être validé en tenue mécanique (vide, poids des équipements) et thermique (étuvage à 100°C). Des calculs statiques et de flambage ont été effectués à l’aide du logiciel ANSYS Workbench sur un modèle plaques et coques.
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Tenue au vide avec masse des équipements, modèle coque, module des déplacements globaux en mm