Conçue comme l’une des premières sources de rayonnement synchrotron de 4^ème génération au monde, « Sirius » est une infrastructure de recherche stratégique pour la recherche scientifique de pointe, et capable de répondre aux problèmes d’envergure mondiale, dans des secteurs tels que la santé, l’agriculture, l’énergie et l’environnement. À la base du fonctionnement du synchrotron, du vide de haute qualité ! Et donc des pompes à vide.

Un synchrotron est une source extrêmement puissante de rayons X, produits par des électrons (particules électriques élémentaires) un que l’on fait tourner dans anneau d’accélération. On les accélère progressivement par des impulsions magnétiques augmentant ainsi leur énergie et atteignant une vitesse phénoménale proche de celle de la lumière les électrons sont injectés dans un anneau de stockage où ils tournent à une vitesse suffisante pour émettre des ondes électromagnétiques que l’on collecte en différents points de l’anneau; ces ondes sont conduites par des lignes dites « lignes de lumière » pour être alors « filtrées » pour disposer des bonnes longueurs d’onde.

Ces ondes « triées » sont des faisceaux de lumière d’une brillance exceptionnelle qu’on ne peut atteindre autrement. Cette brillance permet des analyses que nul autre moyen ne permet; cette lumière sera conduite vers un échantillon de matière à analyser. Pour ne pas freiner ces électrons « très pressés », il ne faut pas qu’ils collisionnent des molécules d’air ou de toute autre substance qui les ralentiraient, c’est pourquoi une des pièces maîtresses des synchrotrons sont les machines à vide.

Le plus puissant synchrotron du monde au Brésil

Cabine optique de la ligne de lumière équipée d’une ACP 28 comme pompe sèche de prévidage.

C’est dans la ville de Campinas, dans l’état de São Paulo, que s’est installé l’un des plus puissants synchrotrons du monde, fonctionnant au cœur du Centre brésilien de recherche sur l’énergie et les matériaux (CNPEM), qui l’exploite avec le laboratoire brésilien du rayonnement synchrotron (LNLS).

Le fabricant de pompes à vide Pfeiffer Vacuum a fourni pour cette fonction essentielle des pompes Roots multi-étagées ACP, des pompes turbomoléculaires HiPace, des détecteurs de fuite à hélium et des chambres à vide spécifiques. Le vide constituant l’un des éléments clés d’un accélérateur de particules de pointe, l’utilisation de pompes à vide propres et fiables est capitale. Il faut garantir un ultravide parfaitement propre et le maintenir durablement.

Le vide, un élément essentiel pour la réalisation des expériences

« La grande qualité des produits Pfeiffer Vacuum nous permet de concevoir en toute confiance des lignes de lumière fiables sans crainte quant à la génération du vide ; un atout essentiel pour réaliser des expériences ! », explique M. Gustavo Rodrigues, responsable de l’instrumentation scientifique.

Cabine optique de la ligne de lumière équipée d’une HiPace 300

Forte d’une expérience éprouvée en matière de qualité et de fiabilité, la pompe turbomoléculaire HiPace a été choisie par Sirius pour les installations accessibles aux utilisateurs et les lignes expérimentales. Associées aux pompes turbomoléculaires HiPace, les pompes Roots multi-étagées ACP ont fourni à Sirius un vide primaire propre, sans traces d’hydrocarbure ni particules.

1^ère application pratique: la cristallographie des protéines pour la recherche sur la COVID-19

La première station de recherche à opérer à Sirius est la ligne de lumière de Manacá, dédiée à la cristallographie des protéines. Avec la diffraction des rayons X, cette ligne de lumière peut révéler des détails sur la structure des molécules biologiques, telle que les protéines virales. Ces études doivent permettre de développer des médicaments pour le traitement des patients atteints de COVID-19. Au cours des prochains mois, la ligne de lumière Manacá sera exceptionnellement dédiée à ce sujet.