Etude et optimisation d'une source compacte de Rayons X

From physics to medicine, biology, or art, x-rays have a wide spectrum of applications. X-ray sources are legion (Crookes tube, synchrotron accelerator, ...) and recently the Compton sources. Compton's back-scattering effect occurs when an electron gives a part of its kinetic energy to a photon. This thesis describes works done on the 50 Mev electron accelerator of ThomX, a prototype of a compact Compton source. The transfer line and the storage ring of the accelerator, especially the injection process, have been simulated. It has allowed a study of beam loss risks during injection as well as a test for the injection feedback code developed. This code, based on linear transfer matrix computation, uses beam position measured at the entrance of the ring to correct steerer magnetic strength at the exit of the transfer line. Eventually, a study of electron beam diagnostics during linac commissioning is also discussed.Dès leurs découvertes, les rayons-x se sont trouvés être un atout majeur pour les scientifiques, puis les médecins, les biologistes, et même les conservateurs d'art. Différentes sources de rayon-x existent (tube de Crookes, synchrotron, ...), et plus récemment un nouveau type de source se développe : les sources Compton. Dans ce cas, un échange d'énergie cinétique entre des électrons et des photons permet d'augmenter l'énergie de ces derniers. Cette thèse retrace les travaux réalisés sur l'accélérateur d'électrons à 50 Mev du prototype de source Compton ThomX. Des simulations de l'accélérateur et notamment de l'injection des électrons dans un anneau de stockage sont présentées et ont permis, notamment, une étude des risques de perte le long de la ligne de transfert et du premier tour dans l'anneau. L'injection dans l'anneau étant un moment critique, un code de correction de l'injection se basant sur des mesures de la position du faisceau à l'entrée de l'anneau et rétroagissant sur les déviateurs à la fin de la ligne de transfert a été développé et testé sur simulateur. Ce code se base sur des calculs linéaires de matrice de transfert. Enfin, lors du démarrage de la machine, des études sur les diagnostics du faisceau d'électrons (écrans scintillants, moniteurs de position, moniteurs de charge, ...) ont été réalisées et sont discutées ici