Orsay, le 15 mai 2018

Atelier SIDONIE 

La disponibilité des isotopes est l’un des problèmes clés de nombreuses expériences. Les éléments extrêmement lourds, l'astrophysique, l'énergie nucléaire ou les applications médicales font partie des domaines dans lesquels les isotopes purs sont obligatoires pour effectuer des expériences. Pour réaliser certaines d'entre elles, des séparateurs en ligne sont utilisés ou sont en cours de développement. Malheureusement, ces séparateurs sont généralement incapables de fournir de grandes quantités d'isotopes purs et / ou de produire des cibles pures et homogènes.

L’installation SIDONIE est un séparateur d’isotopes électromagnétiques de 40 kV situé au CSNSM-Orsay, France. Grâce à sa source Bernas-Nier, il permet d’accélérer presque tous les ions, avec des courants élevés (jusqu’à des centaines de µA, en fonction des ions). Il est composé d'un aimant séparateur de grande puissance, d'un dispositif de décélération et d'un système de balayage permettant de réaliser des cibles homogènes. Il est également possible de collecter des isotopes séparés dans des boîtes dédiées. L'enrichissement isotopique varie entre 1000 et 10 000, en fonction du temps de faisceau attribué à l'expérience.

La préparation de cibles minces de haute pureté isotopique pour des expériences de physique nucléaire est développée depuis de nombreuses années avec SIDONIE. En raison des autorisations de sureté, l'utilisation d'isotopes radioactifs n'est plus possible aujourd'hui avec SIDONIE.

Une première réunion a eu lieu à Orsay le 15 mai 2018 pour évaluer la pertinence d’utiliser SIDONIE pour la purification isotopique dans le cadre de la production d’isotopes à visée médicale. Cette réunion a réuni C.-O.Bacri (CSNSM, resp. scientifique de la plateforme SCALP), C.Bachelet (CSNSM, resp. exploitation de la plateforme SCALP), D.Brasse (IPHC, resp. du GDR MI2B), F.Fortuna (CSNSM, dir. technique), F.Haddad (ARRONAX, resp. MI2B) et D.Ledu (CSNSM, resp. opérationnel de SIDONIE).

Lors de cette réunion, des premiers résultats ont été présentés et quelques actions ont été proposées comme :

• Extraire le courant maximum possible sur la source de SIDONIE (sans la modifier) et mesurer dans ces conditions les taux de production des différents isotopes du Gd.
• S’assurer de la non-présence de pollution due à des molécules (à base de Cl, C, O, …) de même masse que les isotopes du Gd mesurés.
• Voir la collecte simultanée des différents isotopes (source importante de réduction des coûts)
• Regarder sur quel support et sous quelle forme la collecte peut être faite. Dans la plupart des cas on a accès soit au métal, soit à l’oxyde soit au chlorure soit au carbonate.

Dans la mesure du possible,

• Mesurer l’efficacité de la source (ie taux d’extraction du Gd par rapport à la quantité de matière première introduite dans la source) ; cela est important si on imagine faire la purification additionnelle d’une source enrichie.
• Mesurer le taux de transmission de l’aimant (rapport entre la quantité de Gd extraite de la source et celle mesurée au plan focal).
• Faire un bilan des informations déjà disponibles dans les log-book de SIDONIE.
• Essayer de dégager les marges d’amélioration des différents processus utilisés (à PSI, ils regardent l’utilisation d’aimants supraconducteurs …)
• Identifier les autres isotopes d’intérêt potentiel.

Ces résultats seront ensuite utilisés pour rédiger un « livre blanc » qui explicitera les bénéfices éventuels de l’utilisation de SIDONIE dans la chaine de production d’isotopes pour le médical.