BE1020809A5 - Accelerateurs de particules comprenant des moteurs electromecaniques et procedes de fonctionnement et de fabrication de ceux-ci. - Google Patents
Accelerateurs de particules comprenant des moteurs electromecaniques et procedes de fonctionnement et de fabrication de ceux-ci. Download PDFInfo
- Publication number
- BE1020809A5 BE1020809A5 BE201100726A BE201100726A BE1020809A5 BE 1020809 A5 BE1020809 A5 BE 1020809A5 BE 201100726 A BE201100726 A BE 201100726A BE 201100726 A BE201100726 A BE 201100726A BE 1020809 A5 BE1020809 A5 BE 1020809A5
- Authority
- BE
- Belgium
- Prior art keywords
- mechanical device
- connector component
- acceleration chamber
- motor
- charged particles
- Prior art date
Links
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims description 149
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 17
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 9
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 76
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 17
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 14
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 8
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims description 8
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 2
- 239000013077 target material Substances 0.000 description 10
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 8
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 8
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 238000011160 research Methods 0.000 description 4
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 3
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 3
- 238000002059 diagnostic imaging Methods 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- -1 hydrogen ions Chemical class 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012633 nuclear imaging Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000003471 anti-radiation Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N carbon dioxide Natural products O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UBAZGMLMVVQSCD-UHFFFAOYSA-N carbon dioxide;molecular oxygen Chemical compound O=O.O=C=O UBAZGMLMVVQSCD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000013160 medical therapy Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 238000002600 positron emission tomography Methods 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 1
- 238000012549 training Methods 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
- G21K5/00—Irradiation devices
- G21K5/10—Irradiation devices with provision for relative movement of beam source and object to be irradiated
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H13/00—Magnetic resonance accelerators; Cyclotrons
- H05H13/005—Cyclotrons
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/0095—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing combined linear and rotary motion, e.g. multi-direction positioners
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H7/00—Details of devices of the types covered by groups H05H9/00, H05H11/00, H05H13/00
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H7/00—Details of devices of the types covered by groups H05H9/00, H05H11/00, H05H13/00
- H05H7/08—Arrangements for injecting particles into orbits
- H05H2007/088—Arrangements for injecting particles into orbits by mechanical means, e.g. stripping foils
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H7/00—Details of devices of the types covered by groups H05H9/00, H05H11/00, H05H13/00
- H05H7/12—Arrangements for varying final energy of beam
- H05H2007/125—Arrangements for varying final energy of beam by mechanical means, e.g. stripping foils
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49002—Electrical device making
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Particle Accelerators (AREA)
Description
DESCRIPTION
ACCELERATEURS DE PARTICULES COMPRENANT DES MOTEURS ELECTROMECANIQUES ET PROCEDES DE FONCTIONNEMENT ET DE
FABRICATION DE CEUX-CI
Arrière-plan de l'invention
Les modes de réalisation de l'invention décrits ici sont relatifs d'une manière générale à des accélérateurs de particules, et plus particulièrement à des' accélérateurs de particules comprenant des dispositifs mécaniques mobiles situés à l'intérieur de chambres d'accélération.
Des accélérateurs de particules, tels que des cyclotrons, peuvent avoir différentes applications industrielles, médicales et de recherche. Par exemple, des accélérateurs de particules peuvent être utilisés pour produire des radioisotopes (également appelés radionucléides), qui trouvent des utilisations dans la thérapie, l'imagerie et la recherche médicales, ainsi que d'autres applications qui ne sont pas liées au domaine médical. Des systèmes qui produisent des radioisotopes comprennent typiquement un cyclotron qui comprend une culasse d'aimant qui entoure une chambre d'accélération ; Le cyclotron peut comprendre des sommets de pôle opposés qui sont espacés les uns des autres. Des champs électriques et magnétiques peuvent être générés à l'intérieur de la chambre d'accélération afin .d'accélérer et de guider des particules chargées le long d'une orbite hélicoïdale entre les pôles. Pour produire les radioisotopes, le cyclotron forme un faisceau de particules des particules chargées et dirige le faisceau de particules hors de la chambre d'accélération et en direction d'un système cible comprenant un matériau cible. Dans certains cas, le système cible peut être situé à l'intérieur de la chambre d'accélération. Le faisceau de particules est incident sur le matériau cible, générant de ce fait des radioisotopes.
Il peut être souhaitable d'utiliser plusieurs dispositifs mécaniques à l'intérieur de la chambre d'accélération pendant fonctionnement d'un accélérateur de particules. Par exemple, il peut être souhaitable de déplacer un support de feuille, qui porte une feuille qui dégage des électrons à partir de particules chargées. Il peut également être souhaitable de déplacer une sonde de diagnostic pour tester le faisceau de particules le long de différentes parties du chemin souhaité. Toutefois, ces dispositifs mécaniques, ainsi que d'autres, doivent être capables de fonctionner à l'intérieur de l'environnement de la chambre d'accélération. Pendant le fonctionnement de l'accélérateur de particules, la chambre d'accélération peut être évacuée et un grand champ magnétique peut être présent dans celle-ci. Dans certains cas, des composants magnétiques dans les dispositifs mécaniques peuvent perturber le champ magnétique responsable de la direction des particules chargées. En outre,, une grande quantité de rayonnement peut être présente le long des surfaces intérieures qui définissent la chambre d'accélération. En plus des problèmes ci-dessus concernant l'environnement, les dispositifs mécaniques à l'intérieur de la chambre d'accélération peuvent nécessiter une grande quantité d'espace et fonctionner avec difficulté ou peuvent ne pas présenter un niveau de. précision élevé. En outre, les dispositifs mécaniques à l'intérieur de la chambre d'accélération peuvent être associés mécaniquement à des actionneurs/moteur électromagnétiques à l'extérieur de la chambre à vide. Ces moteurs ne peuvent pas fonctionner de manière efficace dans un champ magnétique élevé de la chambre d'accélération et peuvent également interférer avec le champ magnétique bien défini dans celle-ci. De ce fait, les moteurs électromagnétiques peuvent être interconnectés aux dispositifs mécaniques à l'intérieur de la chambre d'accélération avec des composants mécaniques qui s'étendent à travers une alimentation à dépression. Toutefois, ces composants mécaniques et l'alimentation à dépression augmentent la complexité de l'accélérateur de particules.
Par conséquent, il existe un besoin d'accélérateurs de particules comprenant des dispositifs mécaniques dans la chambre d'accélération qui sont plus petits, moins chers et/ou plus faciles à faire fonctionner que les dispositifs mécaniques connus. Il existe également un besoin d'accélérateurs de particules et de procédés qui réduisent l'exposition au rayonnement des individus qui font fonctionner ou entretiennent les accélérateurs de particules. Il existe également un besoin général de dispositifs alternatifs qui facilitent le fonctionnement et/ou l'entretien des accélérateurs de particules et/ou qui ne sont pas sensibles à l'exposition au rayonnement.
Brève description de l’invention
Selon un mode de réalisation, il est prévu un accélérateur de particules qui comprend un système de champ électrique et un système de champ magnétique qui sont configurés de manière à diriger des particules chargées lé long d'un chemin souhaité à l'intérieur d'une chambre d'accélération. L'accélérateur de particules comprend également un dispositif mécanique qui est situé à l'intérieur de la chambre d'accélération. Le dispositif mécanique est configuré de manière à être déplacé de façon sélective dans différentes positions à l'intérieur de la chambre d'accélération. L'accélérateur de particules comprend également un moteur électromécanique (EM) comprenant un composant de connecteur et des éléments piézoélectriques qui sont couplés de façon opérationnelle au composant de connecteur. Le composant de connecteur est attaché de façon opérationnelle au dispositif mécanique. Le moteur EM entraîne le composant de connecteur lorsque les éléments piézoélectriques sont activés.
Selon un autre mode de réalisation, il est prévu un procédé de fonctionnement d'un accélérateur de particules comprenant une chambre d'accélération. Le procédé comprend la fourniture d'un faisceau de particules de particules chargées dans la chambre d'accélération. Le faisceau de particules est dirigé le long d'un chemin souhaité par l'accélérateur de particules. Le procédé comprend également le déplacement sélectif d'un dispositif mécanique à l'intérieur de la chambre d'accélération. Le dispositif mécanique est déplacé par un moteur électromécanique (EM) qui comprend un composant de connecteur et des éléments piézoélectriques couplés de façon opérationnelle au composant de connecteur. Le composant de connecteur est attaché de façon opérationnelle au dispositif mécanique. Le moteur EM entraîne le composant de connecteur lorsque les éléments piézoélectriques sont activés.
Dans encore un autre mode de réalisation, il est prévu un procédé de fabrication d'un accélérateur de particules comprenant une chambre d'accélération. L'accélérateur de particules comprend un système de champ électrique et un système de champ magnétique qui sont configurés de manière à diriger des particules chargées le long d'un chemin souhaité à l'intérieur de la chambre d'accélération. Le procédé comprend le positionnement- d'un dispositif mécanique à l'intérieur de la chambre d'accélération. Le dispositif mécanique est configuré de manière à être déplacé de façon sélective dans différentes positions à l'intérieur de la chambre d'accélération. Le procédé comprend également le couplage opérationnel d'un moteur électromécanique (EM) au dispositif mécanique. Le moteur EM comprend un composant de connecteur et des éléments piézoélectriques qui sont couplés de façon opérationnelle au composant de connecteur. Le composant de connecteur est attaché de façon opérationnelle au dispositif mécanique, dans lequel le moteur EM est configuré de manière à entraîner le composant de connecteur lorsque les éléments piézoélectriques sont activés, déplaçant de ce fait le dispositif mécanique.
Brève description des dessins
La Figure 1 est un schéma fonctionnel d'un accélérateur de particules selon un mode de réalisation; la Figure 2 est une vue latérale schématique d'un accélérateur de particules selon un mode de réalisation; la Figure 3 est une vue en perspective d'une partie d'une section de culasse et de pôle qui peut être utilisée avec un accélérateur de particules selon un mode de réalisation; la Figure 4 est une vue agrandie de la section de culasse et de pôle qui est montrée dans la Figure 3 et illustre de façon plus détaillée un ensemble de stripage; la Figure 5 est une vue agrandie de la section de culasse et de pôle qui est montrée dans la Figure 3 et illustre d'une façon plus détaillée un ensemble de sonde de diagnostic; la Figure 6 est une vue agrandie d'une section de culasse et de pôle qui illustre un ensemble de syntonisation RF selon un mode de réalisation; la Figure 7 est une vue éclatée d'un moteur électromécanique (EM) qui peut être utilisé dans plusieurs modes de réalisation; la Figure 8 est une vue en perspective du moteur EM qui est montré dans la Figure 7; - la Figure 9 illustre le déplacement d'un élément piézoélectrique; et la Figure 10 est une vue illustrative d'un ensemble d'actionneur qui peut être utilisé dans plusieurs modes de réalisation.
Description détaillée de l’invention
Tels qu'ils sont employés ici, les termes "élément" ou "étape", utilisés au singulier et précédés du mot "un" ou "une" devront être entendus comme n'excluant pas le pluriel desdit (e)s. éléments ou étapes, sauf indication contraire explicite. En outre, les références à "un mode de réalisation" ne doivent pas être interprétées comme excluant l'existence de modes de réalisation supplémentaires qui incorporent également les caractéristiques décrites. En outre, sauf indication contraire explicite, les modes de réalisation "comprenant" ou "incluant" un élément ou une pluralité d'éléments présentant une propriété particulière peuvent comprendre des éléments supplémentaires de ce type qui ne présentent pas cette propriété.
La Figure 1 est un schéma fonctionnel d'un système de production d'isotopes 100 formé selon un mode de réalisation. Le système 100 comprend un accélérateur de particules 102 qui comprend plusieurs sous-systèmes comprenant un système de source d'ions 104, un système de champ électrique 106, un système de champ magnétique 108, et un système de dépression 110. L'accélérateur de particules 102 peut être, par exemple, un cyclotron ou, plus spécifiquement, un cyclotron isochrone. L'accélérateur de particules 102 peut comprendre une chambre d'accélération 103. La chambre d'accélération 103 peut être définie par un boîtier ou d'autres parties de l'accélérateur de particules, et comprend un état ou une condition évacué(e). L'accélérateur de particules qui est montré, dans la Figure 1 comprend au moins des parties des sous-systèmes 104, 106, 108 et 110 situées dans la chambre d'accélération 103. Pendant l'utilisation de l'accélérateur de particules 102, les particules chargées sont placées à l'intérieur de ou injectées dans la chambre d'accélération 103 de l'accélérateur de particules 102 à travers le système de source d'ions 104. Le système de champ magnétique 108 et le système de champ électrique 106 génèrent des champs respectifs qui fonctionnent conjointement pour produire un faisceau de particules 112 de particules chargées. Les particules chargées sont accélérées et guidées à l'intérieur de la chambre d'accélération 103 le long d'un chemin prédéterminé ou souhaité. Pendant le fonctionnement de l'accélérateur de particules 102, la chambre d'accélération 103 peut se trouver dans un état sous vide (ou évacué) et subir un flux magnétique puissant. Par exemple, une intensité moyenne de champ magnétique entre les sommets de pôle dans la chambre d'accélération 103 peut être d'au moins 1 Tesla. En outre, avant que le faisceau de particules 112 soit créé, une pression de la chambre d'accélération 103 peut être d'approximativement lxlO"7 millibars. Une fois que le faisceau de particules 112 est généré, la pression de la chambre d'accélération 103 peut être d'approximativement 2xl0~5 millibars.
Comme cela est également montré dans la Figure 1, le système 100 comprend un système d'extraction 115 et un système cible 114 qui comprend un matériau cible 116. Dans le mode de réalisation illustré, le système cible 114 est positionné à proximité de l'accélérateur de particules 102. Pour générer des isotopes, le faisceau de particules 112 est dirigé par l'accélérateur de particules 102 à travers le système d'extraction 115 le long d'un chemin de transport de faisceau ou d'un passage de faisceau 117 et dans le système cible 114, de telle sorte que le faisceau de particules 112 soit incident sur le matériau cible 116 qui est situé à un endroit ciblé correspondant 120. Lorsque le matériau cible 116 est irradié avec le faisceau de particules 112, un rayonnement provenant de neutrons et de rayons gamma peut être généré. Dans des modes de réalisation alternatifs, le système 100 peut comprendre un système cible qui est situé à l'intérieur de ou est directement attaché à la chambre d'accélération 103.
Le système 100 peut comprendre de multiples endroits cibles 120A-C où des matériaux cibles séparés 116A-C sont situés. Un dispositif ou un système de décalage (non montré) peut être utilisé pour déplacer les endroits cibles 120A-C par rapport au faisceau de particules 112, de telle sorte que le faisceau de particules 112 soit incident sur un matériau cible différent 116. Un vide peut également être maintenu pendant le processus de déplacement. Alternativement, l'accélérateur de particules 102 et le système d'extraction 115 ne peuvent pas diriger le faisceau de particules 112 le long d'un seul chemin, mais peuvent diriger le faisceau de particules 112 le long d'un unique chemin pour chaque endroit cible différent 120A-C. En outre, le passage de faisceau 117 peut être sensiblement linéaire depuis l'accélérateur de particules 102 jusqu'à l'endroit cible 120 ou, alternativement, le passage de faisceau 117 peut s'incurver ou tourner à un ou plusieurs point (s) le long de celui-ci. Par exemple, des aimants positionnés le long du passage de faisceau 117 peuvent être configurés de manière à rediriger le faisceau de particules 112 le long d'un chemin différent.
Le système 100 est configuré de manière à produire des radioisotopes (également appelés radionucléides) qui peuvent être utilisés dans l'imagerie, le recherche et la thérapie médicales, mais également dans d'autres applications qui ne sont pas liées au domaine médical, telles que la recherche ou l'analyse scientifique. Lorsqu'ils sont utilisés à des fins médicales, par exemple dans l'imagerie nucléaire médicale (NM) ou l'imagerie par tomographie d'émission de positons (PET), les radioisotopes peuvent également être appelés des traceurs. A titre d'exemple, le système 100 peut générer des protons pour former des isotopes 18F~ sous forme liquide, des isotopes 1:LC tels que C02, et des isotopes 13N tels que NH3. Le matériau cible 116 utilisé pour former ces isotopes peut être enrichi avec de l'eau 180, du gaz naturel 14N2, . ou de , l'eau 160. Le système 100 peut également générer des protons ou des deutérons dans le but de produire du gaz 150 (de l'oxygène, du dioxyde de carbone et du monoxyde de carbone) et de l'eau marquée 150.
Dans des modes de réalisation particuliers, le système 100 utilise la technologie 1H' et amène les particules chargées à un niveau d'énergie bas (par exemple, environ 9,6 MeV) avec un courant de faisceau d'approximativement 10 à 30 μΑ. Dans ces modes de réalisation, les ions hydrogène négatifs sont accélérés et guidés à travers l'accélérateur de particules 102 et dans le système d'extraction 115. Les ions hydrogène négatifs peuvent ensuite heurter une feuille de stripage (non montrée dans la Figure 1) du système d'extraction 115, éliminant de ce fait la paire d'électrons et transformant la particule en un ion positif, 1H+. Toutefois, les modes de réalisation décrits ici peuvent être applicables à d'autres types d'accélérateurs de particules et de cyclotrons. Par exemple, dans des modes de réalisation alternatifs, les particules chargées peuvent être des ions positifs, tels que 1H+, 2H+, et 3He+. Dans cès modes de réalisation alternatifs, le système d'extraction 115 peut comprendre un déflecteur électrostatique qui crée un champ électrique qui guide le faisceau de particules en direction du matériau cible 116. En outre, dans d'autres modes de réalisation, le courant de faisceau peut atteindre, par exemple, approximativement 200 μΆ. Le courant de faisceau pourrait également atteindre 2000 μΑ, ou plus.
Le système 100 peut comprendre un système de refroidissement 122 qui transporte un fluide de refroidissement ou de travail jusqu'à plusieurs composants des différents systèmes dans le but d'absorber la chaleur qui est générée par les composants respectifs. Le système 100 peut également comprendre un système de commande 118 qui peut être utilisé par un technicien pour commander le fonctionnement des différents systèmes et composants. Le système de commande 118 peut comprendre une ou plusieurs interface(s) d'utilisateur qui est (sont) située(s) à proximité à ou à distance de l'accélérateur de particules 102 et du système cible 114. Bien que cela ne soit pas montré dans la Figure 1, le système 100 peut également comprendre un ou plusieurs écran(s) anti-rayonnement et/ou magnétique (s) pour l'accélérateur de particules 102 et le système cible 114.
Le système 100 peut également être configuré de manière à accélérer les particules chargées à un niveau d'énergie prédéterminé. Par exemple, certains modes de réalisation décrits ici accélèrent les particules chargées à un niveau d'énergie d'approximativement 18 MeV, ou moins. Dans d'autres modes de réalisation, le système 100 accélère les particules chargées à un niveau d'énergie d'approximativement 16,5 MeV, ou moins. Dans des modes de réalisation particuliers, le système 100. accélère les particules chargées à un niveau d'énergie d'approximativement 9,6 MeV, ou moins. Dans des modes de réalisation plus particuliers, le système 100 accélère les particules chargées à un niveau d'énergie d'approximativement 7,8 MeV, ou moins. Toutefois, les modes de réalisation décrits ici peuvent également présenter un niveau d'énergie supérieur à 18 MeV. Par exemple, les modes de réalisation peuvent présenter un niveau d'énergie supérieur à 100 MeV, 500 MeV, ou plus.
Comme cela sera discuté d'une façon plus détaillée ci-dessous, le système 100 peut comprendre plusieurs dispositifs mécaniques qui sont configurés de manière à fonctionner à l'intérieur de l'accélérateu-r ’ de particules 102. Dans certains modes de réalisation, les dispositifs mécaniques peuvent fonctionner efficacement à l'intérieur de la chambre d'accélération 103, par exemple pendant la production du faisceau de particules 112. De ce fait, les dispositifs mécaniques peuvent être configurés de manière à fonctionner efficacement dans un environnement sous vide, qui subit des champs à flux magnétique puissant, des champs à haute fréquence et haute tension, et/ou qui comprend une grande quantité de rayonnement indésirable. Dans d'autres modes de réalisation, les dispositifs mécaniques décrits ici peuvent être configurés de manière à fonctionner dans le système cible 114.
La Figure 2 est une vue latérale d'un cyclotron 200 formé selon un mode de réalisation. Bien que la description qui suit soit associée au cyclotron 200, il convient de comprendre que des modes de réalisation peuvent comprendre d'autres accélérateurs de particules et procédés qui impliquent ceux-ci. Comme cela est montré dans la Figure 2, le cyclotron 200 comprend une culasse d'aimant 202 comprenant un corps de culasse 204 qui entoure une chambre d'accélération 206. Dans des modes de réalisation alternatifs, la chambre d'accélération peut être entourée ou définie par des composants autres qu'une culasse d'aimant, tels qu'un boîtier ou un écran. Le corps de culasse 204 comprend des faces latérales opposées 208 et 210 présentant-une épaisseur qui s'étend entre celles-ci, et comprend également des extrémités supérieure et inférieure 212 et 214 présentant une longueur L qui s'étend entre celles-ci. Dans l'exemple de mode de réalisation, le corps de culasse 204 présente une section transversale sensiblement circulaire et, de ce fait, la longueur L peut représenter un diamètre du corps de culasse 204. Le corps de culasse 204 peut être fabriqué à partir de fer et être dimensionné et façonné de manière à produire un champ magnétique souhaité lorsque le cyclotron 200 fonctionne.
Le corps de culasse 204 peut comprendre des sections de culasse opposées 228 et 230 qui définissent la chambre d'accélération 206 entre celles-ci. Les sections de culasse 228 et 230 sont configurées de manière à être positionnées à proximité l'une dé l'autre le long d'un plan médian 232 de la culasse d'aimant 202. Comme cela est montré, le cyclotron 200 peut être orienté verticalement (par rapport à la gravité) de telle sorte que le plan médian 232 s'étende perpendiculairement à une plate-forme horizontale 220 qui supporte le poids du cyclotron 200. Le cyclotron 200 comprend un axe central 236 qui s'étend horizontalement entre et à travers les sections de culasse 228 et 230 (et les faces latérales correspondantes 210 et 208, respectivement). L'axe central 236 s'étend perpendiculairement au plan médian 232 à travers un centre du corps de culasse 204. La chambre d'accélération 206 comprend une région centrale 238 qui est située à une intersection du plan médian 232 et de l'axe central 236. Dans certains modes de réalisation, la région centrale 238 est située à un centre géométrique de la chambre d'accélération 206.
Les sections de culasse 228 et 230 comprennent des pôles 248 et. 250, respectivement, qui s'opposent l'un à l'autre en travers du plan médian 232 à l'intérieur de la chambre d'accélération 206. Les pôles 248 et 250 peuvent être séparés l'un de l'autre par un espace inter-pôle G. Le pôle 248 comprend un sommet de pôle 252, et le pôle 250 comprend un sommet de pôle 254 qui est opposé au sommet de pôle 252. Les pôles 248 et 250 et l'espace inter-pôle G entre ceux-ci sont dimensionnés et façonnés de manière à produire un champ magnétique souhaité lorsque le cyclotron 200 fonctionne. Par exemple, dans certains modes de réalisation, l'espace inter-pôle G peut être de 3 cm.
Le cyclotron 200 comprend également un ensemble d'aimant 260 qui est situé à l'intérieur ou à proximité de la chambre d'accélération 206. L'ensemble d'aimant 260 est configuré de manière à faciliter la production du champ magnétique avec les pôles 248 et 250 pour diriger les particules chargées le long d'un chemin de faisceau souhaité. L'ensemble d'aimant 260 comprend une paire opposée de bobines d'aimant 264 et 266 qui sont espacées l'une de l'autre en travers du plan médian 232 à une distance Di. Les bobines d'aimant peuvent être sensiblement circulaires et s'étendent autour de l'axe central 236. Les , sections de culasse 228 et 230 peuvent former des cavités de bobine d'aimant 268 et 270, respectivement, qui sont dimensionnées et façonnées de manière à recevoir les bobines d'aimant correspondantes 264 et 266, respectivement. Comme cela est également montré dans la Figure 2, le cyclotron 200 peut comprendre des parois de chambre 272 et 274 qui séparent les bobines d'aimant 264 et 266 de la chambre d'accélération 206 et qui facilitent le maintien des bobines d'aimant 264 et 266 en position.
La chambre d'accélération 206 est configurée de manière à permettre à des particules chargées, telles que des ions 1H', d'être accélérées dans celle-ci le long d'un chemin courbe prédéterminé qui s'enroule à la manière d'une spirale autour de l'axe central 236 et qui reste sensiblement le long du plan médian 232. Les particules chargées sont initialement positionnées à proximité de la région centrale 238. Lorsque le cyclotron 200 est activé, le chemin de particules chargées peut tourner autour de l'axe central 236. Dans le mode de réalisation illustré, le cyclotron 200 est un cyclotron isochrone et, de ce fait, l'orbite des particules chargées comprend des parties qui s'incurvent autour de l'axe central 236 et des parties qui sont plus linéaires. Toutefois, les modes de réalisation décrits ici ne sont pas limités à des cyclotrons isochrones, mais comprennent également d'autre types de cyclotrons et d'accélérateurs de particules. Comme cela est montré dans la Figure 2, lorsque les particules chargées· tournent autour de l'axe central 236, les particules chargées peuvent se projeter hors de la page de la chambre d'accélération 206 et s'étendre dans la page de la chambre d'accélération 206. Lorsque les particules chargées tournent autour de l'axe central 236, un rayon R qui s'étend entre l'orbite des particules chargées et la région centrale 238 augmente. Lorsque les particules chargées atteignent un endroit prédéterminé le long de l'orbite, les particules chargées sont dirigées dans ou à travers un système d'extraction (non montré) et hors du cyclotron 200. Par exemple, les particules chargées peuvent être dépouillées de leurs électrons par une feuille, comme cela est discuté ci-dessous.
La chambre d'accélération 206 peut se trouver dans un état évacué avant et pendant la formation du faisceau de particules 112. Par exemple, avant que le faisceau de particules soit créé, une pression de la chambre d'accélération 206 peut être d'approximativement lxlO'7 millibars. Lorsque le faisceau de particules est activé et qu'un gaz H2 s'écoule à travers une source d'ions (non montrée) qui est située à la région centrale 238, la pression de la chambre d'accélération 206 peut être d'approximativement 2xl0~5 millibars. De ce fait, le cyclotron 200 peut comprendre une pompe à vide 276 qui peut être située à proximité du plan médian 232. La pompe à vide 276 peut comprendre une partie qui fait saillie radialement vers l'extérieur à partir de l'extrémité 214 du corps de culasse 204.
Dans certains modes de réalisation, les sections de culasse 228 et 230 peuvent être mobiles en direction de et à l'écart l'une de l'autre, de telle sorte que l'on puisse accéder à la chambre d'accélération 206 (par exemple, à des fins de réparation ou de maintenance). Par exemple, les sections de culasse 228 et 230 peuvent être jointes par une charnière (non montrée) qui s'étend le long des sections de culasse 228 et 230. Une ou chacune des deux sections de culasse 228 et 230 peut être ouverte en faisant pivoter la ou les sections de culasse ... correspondante(e) autour d'un axe de la charnière. Comme autre exemple, les sections de culasse 228 et 230 peuvent être séparées l'une de l'autre en déplaçant latéralement une des sections de culasse de façon linéaire l'une à l'écart de l'autre. Toutefois, dans des modes de réalisation alternatifs, . les sections de culasse 228 et 230 peuvent être formées intégralement ou rester scellées l'une à l'autre lorsque l'on accède à la chambre d'accélération 206 (par exemple, à travers un trou ou une ouverture de la culasse d'aimant 202 qui conduit dans la chambre d'accélération 206). Dans des modes de' réalisation alternatifs, le corps de culasse 204 peut comprendre des sections qui ne sont pas uniformément divisées et/ou peuvent comprendre plus que deux sections.
La chambre d'accélération 206 peut avoir une forme qui s'étend le long de et est sensiblement symétrique autour du plan médian 232. Par exemple, la chambre d'accélération 206 . peut se présenter sensiblement sous la forme d'un disque et comprendre une région spatiale intérieure 241 qui est définie entre les sommets de pôle 252 et 254 et une région spatiale extérieure 243 qui est définie entre les parois de chambre 272 èt 274. L'orbite des particules pendant le fonctionnement du cyclotron 200 peut se situer à l'intérieur de la région spatiale 241. La chambre d'accélération 206 peut également comprendre des passages qui conduisent radialement vers l'extérieur à l'écart de la région spatiale 243, tels qu'un passage qui s'étend à travers le corps de culasse 204 jusqu'à un système cible.
En outre, les pôles 248 et 250 (ou, plus spécifiquement, les sommets de pôle 252 et 254) peuvent être séparés par la région spatiale 241 entre ceux-ci où les particules chargées sont dirigées le long du chemin souhaité. Les bobines d'aimant 264 et 266 peuvent également être séparées par la région spatiale 243. En particulier, les parois de chambre 272 et 274 peuvent comprendre la région spatiale 243 entre celles-ci. En outre, une périphérie de la région spatiale 243 peut être définie par une surface de paroi 255 qui définit également une périphérie de la chambre d'accélération 206. La surface de paroi 255 peut s'étendre de façon circonférentielle autour de l'axe central 236. Comme cela est montré, la région spatiale 241 s'étend sur une distance égale à un espace inter-pôle G le long de l'axe central 236, et la région spatiale 243 s'étend sur la distance Di le long de l'axe central 236.
Comme cela est montré dans la Figure 2, la région spatiale 243 entoure la région spatiale 241 autour de l'axe central 236. Les régions spatiales 241 et 243 peuvent former collectivement la chambre d'accélération 206. Par conséquent, dans le mode de réalisation illustré, le cyclotron 200 ne comprend pas un réservoir ou une paroi séparé (e) qui entoure seulement la région spatiale 241, définissant de ce fait la région spatiale 241 comme chambre d'accélération du cyclotron. Par exemple, la pompe à vide 276 peut être couplée de façon fluidique à la région spatiale 241 à travers la région spatiale 243. Le gaz qui entre dans la région spatiale 241 peut être évacué hors de la région spatiale 241 à travers la région spatiale 243. Dans le mode de réalisation illustré, la pompe à vide 276 est couplée de façon fluidique à et est située à proximité de la région spatiale 243.
Comme cela est également montré dans la Figure 2, le cyclotron 200 peut comprendre un ou plusieurs dispositif(s) mécanique(s) 280-282 qui est (sont) attaché(s) de façon opérationnelle à des moteurs électromécaniques (EM) 290-292. Dans certains modes de réalisation, les dispositifs mécaniques 280-282 sont configurés de manière à être déplacés de façon sélective afin d'affecter le fonctionnement du cyclotron 200 ou, plus particulièrement, d'affecter le faisceau de particules. Par exemple, les dispositifs mécaniques 280 et 281 peuvent être déplacés de façon sélective de telle sorte que les particules chargées soient incidentes sur le dispositif mécanique. Le dispositif mécanique 282 peut être déplacé de façon sélective afin d'affecter le chemin souhaité du faisceau de particules. En outre, les dispositifs mécaniques 280 et 281 peuvent s'étendre dans la région spatiale 241 de la chambre d'accélération 206 entre les sommets de pôle 252 et 254. Le dispositif mécanique 282 peut être situé dans la région spatiale 243 de la chambre d'accélération 206.
Les moteurs EM 290-292 sont attachés de façon opérationnelle aux dispositifs mécaniques respectifs 280-282. Tels qu'ils sont employés ici, lorsque deux éléments ou ensembles sont dits "attachés de façon opérationnelle", "couplés de façon opérationnelle," "connectés de façon opérationnelle", et analogues, il convient de comprendre que les deux éléments ou ensembles sont connectés l'un à l'autre d'une manière qui permet aux deux éléments ou ensembles d'exécuter une fonction’ souhaitée. Par exemple, les moteurs EM 290-292 sont attachés aux dispositifs mécaniques respectifs 280-282 d'une manière qui permet à chacun des moteurs EM de déplacer de façon sélective le dispositif mécanique respectif. Lorsqu'ils sont couplés (ou analogue) de façon opérationnelle, le moteur EM et le dispositif mécanique correspondant peuvent être directement connectés l'un à l'autre sans aucune partie ou composant intermédiaire, ou peuvent être indirectement connectés l'un à l'autre. Dans les deux cas, le déplacement par le moteur EM entraîne le déplacement du dispositif mécanique.
Dans des modes de réalisation particuliers, les moteurs EM 290-292 sont montés sur un des sommets de pôle 252 ou 254 ou sont situés à proximité de l'un des sommets de pôle 252 ou 254. Le moteur EM 292 est situé immédiatement à proximité du sommet de pôle 252, comme cela est montré dans la Figure 2. Par exemple, les moteurs EM 290 et 291 sont montés sur les sommets de pôle 252 et 254, respectivement. Le moteur EM 292 peut être monté sur la paroi de chambre 272. Toutefois, dans d'autres modes de réalisation, les moteurs EM ne sont pas montés sur les sommets de pôle 252 ou 254 ni situés à proximité des sommets de pôle 252 ou 254.
Les moteurs EM 290-292 peuvent comprendre un composant de connecteur 293-295, respectivement, qui est attaché de façon opérationnelle au dispositif mécanique respectif 280-282. Le composant de connecteur peut être n'importe quelle pièce physique, telle qu'une tige, un arbre, une bielle, un ressort, un boîtier du moteur EM, et analogues. Les moteurs EM 290-292 peuvent également comprendre des éléments piézoélectriques (non montrés) qui sont couplés de façon opérationnelle au composant de connecteur correspondant. Les éléments piézoélectriques peuvent être activés pour déplacer le composant de connecteur, déplaçant de ce fait le dispositif mécanique correspondant. L'activation peut être réalisée en appliquant une tension ou un champ électrique aux éléments piézoélectriques, ou en provoquant une déformation des éléments piézoélectriques. A titre d'exemple, le déplacement qui en résulte du composant de connecteur peut être effectué dans une direction linéaire ou dans une direction rotative. Dans des modes de réalisation particuliers, les moteurs EM 290-292 sont des moteurs piézoélectriques, ou des moteurs ultrasoniques.
La Figure 3 est une vue en perspective partielle d'une section de culasse 330 qui est formée selon un mode de réalisation. La section de culasse 330 peut être opposée à une autre section de culasse (non montrée). Lorsque la section de culasse opposée et la section de culasse 330 sont scellées l'une à l'autre, une chambre d'accélération peut être formée entre celles-ci. Lorsqu'elles sont scellées, les deux sections de culasse peuvent constituer la culasse d'aimant d'un cyclotron, telle que la culasse d'aimant 202 du cyclotron 200 qui est décrite ci-dessus. La section de culasse 330 peut comprendre des composants et des caractéristiques similaires à celles décrites, en relation avec les sections de culasse 228 et 230 (Figure 2). Comme cela est montré, la section de culasse 330 comprend une partie en anneau 321 qui définit une cavité à côtés ouverts 320 comprenant un pôle d'aimant 350 qui est situé dans celle-ci. La cavité à côtés ouverts 320 peut comprendre des parties de régions spatiales intérieure et extérieure (non montrées) de la chambre d'accélération, telles que les régions spatiales intérieure et extérieure 241 et 243 discutées ci-dessus. La partie en anneau 321 peut comprendre une surface d'accouplement 324 qui est configurée de manière à engager une surface d'accouplement de la section de culasse opposée pendant le fonctionnement du cyclotron. La section de culasse 330 comprend une culasse ou un passage de faisceau 349. Comme cela est indiqué par un trait interrompu, le passage de faisceau 349 s'étend à travers la partie en anneau 321 et forme un chemin pour un faisceau de particules de particules arrachées pour sortir de la chambre d'accélération.
Dans certains modes de réalisation, un sommet de pôle 354 du . pôle 350 peut comprendre des pics 331-334 et des vallées 336-339. Les pics 331-334 et les vallées 336-339 peuvent faciliter la direction des particules chargées en faisant varier le champ magnétique qui est subi par les particules chargées. La section de culasse 330 peut également comprendre des électrodes de radiofréquence (RF) 340 et 342 qui s'étendent radialement vers l'intérieur en direction l'une de l'autre et en direction d'un centre 344 du pôle 350 (ou de la chambre d'accélération). Les électrodes RF 340 et 342 peuvent comprendre des électrodes creuses D, ou des "dés" 341 et 343, respectivement, qui s'étendent à partir de queues 345 et 347, respectivement. Les dés 341 et 343 sont situés à l'intérieur des vallées 336 et 338, respectivement. Les queues 345 et 347 peuvent être couplées à une surface intérieure de la paroi 322 de la partie en anneau 321.
Comme cela est également montré, la section de culasse 330 peut comprendre des panneaux d'interception 371 et 372 qui sont agencés autour du pôle 350. Les panneaux d'interception 371 et 372 sont positionnés de manière à intercepter les particules perdues à l'intérieur de la chambre d'accélération. Les panneaux d'interception 371 et 372 peuvent comprendre de l'aluminium. Bien que seulement deux panneaux d'interception 371 et 372 soient montrés dans la Figure 3, les modes de réalisation décrits ici peuvent comprendre des panneaux d'interception supplémentaires. En outre, les modes de réalisation décrits ici peuvent comprendre des racloirs de faisceau (non montrés) qui sont situés à proximité du sommet de pôle 354 à l'intérieur de la région spatiale intérieure.
Les électrodes RF 340 et 342 peuvent former un système d'électrodes RF 370, tel que le système de champ électrique 106 qui est décrit en se référant à la Figure 1, dans lequel les électrodes RF 340 et 342 accélèrent les particules chargées à l'intérieur de la chambre d'accélération. Les électrodes RF 340 et 342 fonctionnent conjointement l'une avec l'autre et forment un système résonant qui comprend des éléments inductifs et capacitifs qui sont réglés à une fréquence prédéterminée (par exemple, 100 MHz). Le système d'électrodes RF 370 peut comprendre un générateur de puissance à haute fréquence (non montré) qui peut comprendre un oscillateur de fréquence en communication avec un ou plusieurs amplificateur(s). Le système d'électrodes RF 370 crée un potentiel électrique alternatif entre les électrodes RF 340 et 342, accélérant de ce fait les particules chargées.
Comme cela est également montré dans la Figure 3, une pluralité de dispositifs mécaniques mobiles peuvent être disposés à l'intérieur de la chambre d'accélération. Par exemple, un ensemble de stripage 402 peut être monté sur le pôle 350, et un ensemble de sonde de diagnostic 440 peut également être monté sur le pôle 350. En plus des ensembles de stripage et de sonde 402 et 440, les modes de réalisation décrits peuvent comprendre d'autres dispositifs mécaniques mobiles à l'intérieur de la chambre d'accélération. Les dispositifs mécaniques mobiles peuvent être configurés de manière à se déplacer pendant le fonctionnement du cyclotron et/ou lorsque la culasse d'aimant est scellée. Plus spécifiquement, les dispositifs mécaniques peuvent être configurés de manière à fonctionner de façon répétitive (par exemple, à aller et venir entre différentes positions) en se trouvant à l'intérieur d'un état vide et tout’ en supportant un flux magnétique puissant.
La Figure 4 est une vue agrandie d'une partie de la section de culasse 330 et illustre d'une façon plus détaillée l'ensemble de stripage 402. Comme cela est montré, l'ensemble de stripage 402 comprend un bras rotatif 406 et un support de feuille 404 qui est monté sur le bras rotatif 406. Le bras rotatif 406 s'étend à partir d'une extrémité proximale 408 qui est positionnée à proximité d'un périmètre extérieur 411 du sommet de pôle 354 (Figure 3) en direction du centre 344 (Figure 3) . Le bras rotatif 406 peut s'étendre jusqu'à une extrémité distale 410 (montrée dans la Figure 3) . Dans certains modes de réalisation, le bras rotatif 406 est configuré de manière à pivoter autour de l'extrémité distale 410.
Le support de feuille 404 est configuré de manière à être positionné à proximité du périmètre extérieur 411. Dans l'exemple de mode de réalisation, le support de feuille 404 est fixé à proximité de l'extrémité proximale 408 du bras rotatif 406. Le support de feuille 404 est configuré de manière à supporter une feuille de stripage 412, de telle sorte que la feuille de stripage 412 soit située à l'intérieur du chemin souhaité du faisceau de particules. Comme cela est montré, le support de feuille 404 peut être couplé de façon amovible au bras rotatif 406 en utilisant, par exemple, un dispositif de fixation 414. Le dispositif de fixation 414 peut être relâché pour repositionner le support de feuille 404 par rapport au bras rotatif 406 si on le souhaite. En outre, le support de feuille 404 peut comprendre un mécanisme de pince 416 comprenant des doigts opposés qui sont fixés l'un à l'autre en utilisant, par exemple, un dispositif de fixation 418. Pour enlever ou remplacer la feuille de stripage 412, le dispositif de fixation 418 peut être relâché pour séparer les doigts.
Comme cela est également montré dans la Figure 4, l'ensemble de stripage 402 peut être couplé de façon opérationnelle à un moteur électromécanique (EM) 420. Le moteur EM 420 peut être couplé de façon communicante à un système de commande (non montré) par l'intermédiaire d'un câble ou de fils 422. Le moteur EM 420 peut comprendre un ensemble d'actionneur 424 et un composant de connecteur 426 qui est couplé de façon mobile à l'ensemble d'actionneur 424. Le composant de connecteur est attaché de façon opérationnelle à l'ensemble de stripage 402 (ou au support de feuille 404) . Par exemple, le composant de connecteur 426 peut être attaché à l'extrémité proximale 408 du bras rotatif 406. L'ensemble d'actionneur 424 peut comprendre une pluralité d'éléments piézoélectriques qui sont couplés de façon opérationnelle au composant de connecteur 426. Le moteur EM 420 est configure de manière à entraîner le composant de connecteur 426 lorsqu'un champ électrique est appliqué aux éléments piézoélectriques, déplaçant de ce fait le bras rotatif 406 et, par conséquent, le support de feuille 404 et la feuille de stripage 412. Le composant de connecteur 426 peut être déplacé de façon sélective dans différentes positions par le moteur EM 420.
Dans le mode de réalisation illustré, le moteur EM 420 est un moteur piézoélectrique linéaire. Le moteur EM 420 peut comprendre un matériau non magnétique ou, plus particulièrement, être essentiellement constitué d'un matériau non magnétique. Lorsque le moteur EM est essentiellement constitué d'un matériau non magnétique, le moteur EM a, au maximum, un effet négligeable sur le champ magnétique opérationnel dans la chambre d'accélération. Par exemple, un moteur EM qui est essentiellement constitué d'un matériau non magnétique pourrait être installé dans un accélérateur de particules préexistant sans reconfigurer le système de champ magnétique pour tenir compte du moteur EM. Le composant de connecteur 426 comprend une tige ou un rail qui est déplacé par l'ensemble d'actionneur 424 d'avant en arrière dans une direction linéaire, comme cela est indiqué par la flèche à double tête. Lorsque le composant de connecteur 426 est déplacé dans une première direction, le bras rotatif 406 peut tourner dans un sens horaire autour de l'extrémité distale 410. Lorsque le composant de connecteur 426 est déplacé dans une deuxième direction opposée, le bras rotatif 406 peut tourner dans un sens anti-horaire autour de l'extrémité distale 410. Par conséquent, le moteur EM 420 et l'ensemble de stripage 402 peuvent interagir l'un avec l'autre pour positionner la feuille de stripage 412 à l'intérieur du chemin souhaité du faisceau dé particules. Lorsque les particules chargées du faisceau de particules sont incidentes sur la feuille de stripage 412, des électrons peuvent être enlevés (ou arrachés) des particules chargées. Les particules dépouillées peuvent ensuite suivre le chemin souhaité à travers le passage de faisceau 349 (Figure ' 3) .
Dans des modes de réalisation alternatifs, l'ensemble de stripage 402 peut comprendre d'autres pièces ou composants qui interagissent les un(e)s avec les autres pour situer la feuille de stripage 412. Par exemple, dans un mode de réalisation alternatif, l'ensemble de stripage 402 ne peut pas pivoter autour de l'extrémité distale 410 et, à la place, peut être configuré de manière à tourner autour d'un axe qui s'étend à travers le dispositif de fixation 414. Donc, une variété de composants et de pièces mécaniques interconnectés peuvent être utilisés de façon sélective pour déplacer la feuille de stripage. Par exemple, l'ensemble de stripage 402 et/ou le moteur EM 420 peu(ven)t comprendre des bielles, des engrenages, des courroies, des mécanismes de came, des fentes, des rampes et des joints qui peuvent être configurés de manière à déplacer la feuille de stripage 412 de façon sélective. De façon similaire, d'autres moteurs EM peuvent être utilisés pour déplacer la feuille 404. Par exemple, un moteur EM linéaire peut supporter directement la feuille de stripage et être configuré de manière à déplacer la feuille de stripage 412, par exemple, vers le centre 344 et à partir de celui-ci. Dans d'autres modes de réalisation, le moteur EM peut être configuré de manière à tourner autour d'un- axe au lieu d'exécuter un déplacement linéaire. L'ensemble de stripage 402 peut également comprendre ou être constitué essentiellement d'un matériau non magnétique.
La Figure 5 est une vue agrandie d'une partie de la section de culasse 330 et illustre d'une façon plus détaillée l'ensemble de sonde 440. Dans le mode de réalisation illustré, l'ensemble de sonde 440 est monté au sommet du pôle 354 et est situé à l'intérieur de la vallée 337. L'ensemble de sonde 440 comprend un support de base 442 qui est fixé à proximité du périmètre extérieur 411, et un élément d'arbre 444 qui est couplé de façon rotative au support de base 442. L'élément d'arbre 444 s'étend radialement vers l'intérieur en direction du centre 344 du pôle 350. L'ensemble de sonde 440 comprend également un détecteur de faisceau 446 qui est attaché à une extrémité distale de l'élément d'arbre 444. Dans le mode de réalisation illustré, le détecteur de faisceau 446 comprend un onglet ou une languette 447. Optionnellement, l'ensemble de sonde 440 peut comprendre un support distal 448 qui est couplé de façon rotative à l'extrémité distale de l'élément d'arbre 444.
Comme cela est également montré dans la Figure 5, l'ensemble de sonde 440 peut être couplé de façon opérationnelle à un moteur EM 450. Le moteur EM 450 et le détecteur de faisceau 446 peuvent être couplés de façon communicante à un système de commande (non montré) par l'intermédiaire d'un câble ou de fils 452. Le moteur EM 450 peut comprendre un ensemble d'actionneur 454 et un composant de connecteur 456 qui est couplé à l'ensemble d'actionneur 454. Le composant de connecteur 456 est attaché de façon opérationnelle à l'ensemble de sonde 440. Par-exemple, le composant de connecteur 456 peut être attaché à une extrémité proximale 458 de l'élément d'arbre 444. D'une façon similaire au moteur EM 420, l'ensemble d'actionneur 454 peut comprendre une pluralité d'éléments piézoélectriques qui sont couplés de façon opérationnelle au composant de connecteur 456. Le moteur EM 450 est configuré de manière à entraîner le composant de connecteur 456 lorsqu'un champ électrique est appliqué aux éléments piézoélectriques, déplaçant de ce fait l'élément d'arbre 444 et, par conséquent, le détecteur de faisceau 446. Le composant de connecteur 456 peut être déplacé de façon sélective dans différentes positions par le moteur EM 450, déplaçant de ce fait l'élément d'arbre 444 de façon sélective.
Dans le mode de réalisation illustré, le moteur EM 450 est un moteur piézoélectrique rotatif. Dans des modes de réalisation alternatifs, le moteur EM 450 peut être un moteur linéaire qui est couplé de façon opérationnelle pour déplacer l'onglet 447 de la manière appropriée. Dans des modes de réalisation alternatifs, le moteur EM 450 peut comprendre un moteur ultrasonique. Dans certains modes de réalisation, le moteur EM 450 peut comprendre un matériau non magnétique ou, plus particulièrement, être essentiellement constitué d'un matériau non magnétique. Comme cela est montré, le composant de connecteur 456 comprend une tige ou un arbre qui est déplacé par l'ensemble d'actionneur 454 d'avant en arrière dans une direction rotative, comme cela est indiqué par la flèche à double tête. Lorsque le composant de connecteur 456 est déplacé dans une première direction, l'élément d'arbre 444 peut déplacer le détecteur de faisceau 446 dans le chemin souhaité. Lorsque le composant de connecteur 426 est déplacé dans une deuxième direction opposée, l'élément d'arbre 444 peut déplacer le détecteur de faisceau 446 hors du chemin souhaité. Par conséquent, le moteur EM 450 et l'ensemble de sonde 440 peuvent interagir l'un avec l'autre pour positionner le détecteur de faisceau 446 à l'intérieur du chemin souhaité, de telle sorte que particules chargées soient incidentes sur celui-ci.
L'ensemble de sonde 440 peut être utilisé pour tester une qualité ou une condition du faisceau de particules en différents points le long du chemin souhaité. Les mesures obtenues en un point du chemin souhaité peuvent être comparées aux mesures effectuées en d'autres points le long du chemin souhaité. Par exemple, des mesures effectuées par le détecteur de faisceau 446 peuvent être utilisées pour déterminer une quantité de pertes pour le faisceau de particules.
La Figure 6 est une vue en perspective du dé creux (ou du résonateur RF) 343 et d'un dispositif RF 460 qui est couplé de façon opérationnelle à un moteur EM 4 62. Dans le mode de réalisation illustré, le dispositif RF 460 est monté sur le moteur EM 462 et est situé à proximité d'une périphérie extérieure du dé creux 343. Le dispositif RF 4 60 comprend une plaque de condensateur 464 et une extension de base 466 qui est couplée de façon opérationnelle au moteur EM 462. La plaque de condensateur 464 est sensiblement située en face et est espacée du dé creux 343 par une distance de séparation SD. Le moteur EM 462 est un moteur de type rotatif qui est configuré de manière à faire tourner le dispositif RF 460 autour d'un axe 470. Lorsque le dispositif RF 460 tourne autour de l'axe 470, la plaque de condensateur 464 est déplacée vers le et à partir du dé creux 343 pour modifier la distance de séparation SD. Par conséquent, le moteur EM 462 peut être configuré de manière à déplacer de façon sélective la plaque de condensateur 464 vers le et à partir du dé creux 343, modifiant de ce fait la distance de séparation SD. En modifiant la distance de séparation SD, la fréquence de résonance du cyclotron peut être réglée de manière à affecter les particules chargées dans lé faisceau de particules.
Les Figures 7 à 10 illustrent d'une façon plus détaillée les moteurs EM qui peuvent être utilisés avec les modes de réalisation décrits ici. Toutefois, les moteurs EM décrits ici sont seulement des exemples, et d'autres moteurs EM peuvent être utilisés. Les Figures 7 à 9 illustrent d'une façon plus détaillée un moteur de type linéaire EM 502, qui peut être similaire au moteur EM 420 qui est montré dans la Figure 4. A titre d'exemple, les moteurs EM 420 et 502 peuvent être des moteurs Piezo LEGS™ fabriqués par PiezoMotor®. La Figure 7 est une vue éclatée du moteur EM 502, et la Figure 8 illustre le moteur EM 502 assemblé. Comme cela est montré, le moteur EM 502 comprend des ressorts de tension 504, des rouleaux 506, un support 507, une tige d'entraînement (ou un composant de connecteur) 508, et un ensemble d'actionneur 510. Cet ensemble d'actionneur 510 comprend un boîtier 511 qui comprend une. pluralité d'éléments piézoélectriques 512 (Figure 7) dans celui-ci. La tige d'entraînement 508 est configurée de manière à être couplée de façon opérationnelle à l'ensemble d'actionneur 510 ou, plus spécifiquement, aux éléments piézoélectriques 512. Dans le mode de réalisation illustré, la tige d'entraînement 508 est pressée contre les éléments piézoélectriques 512 par les rouleaux 506 et les ressorts de tension 504.
La Figure 9 illustre un exemple d'un déplacement d'un élément piézoélectrique 512 à travers différents étages A-D lorsqu'il est activé par une tension appliquée. Lorsqu'une pluralité des éléments piézoélectriques 512 sont agencés en série, comme dans le moteur EM 502, les éléments piézoélectriques 512 peuvent fonctionner conjointement pour déplacer la tige d'entraînement 508 dans une direction linéaire. Comme cela est montre, l'élément piézoélectrique 512 comprend un cristal bimorphe piézocéramique 514 qui comprend deux couches piézoélectriques 516 et 518 avec une électrode intermédiaire et deux électrodes externes (non montrées) séparées l'une de l'autre. Une extrémité distale 520 de l'élément piézoélectrique 512 est configurée de manière à engager de façon opérationnelle la tige d'entraînement 508. Par conséquent, chaque couche 516 ou 518 peut être activée de façon indépendante par une tension appliquée. Par exemple, à l'étage A, aucune des couches 516 ou 518 n'est activée et l'élément piézoélectrique 512 se trouve dans une condition contractée. A l'étage B, la couche 518 est activée, entraînant de ce fait la couche 518 à s'étendre. Etant donné que la couche 516 n'est pas activée, l'élément piézoélectrique 512 se plie ou s'incline dans une direction. A l'étage C, les deux couches 516 et 518 sont activées de telle sorte que l'élément piézoélectrique 512 se trouve dans une condition étendue. A l'étage D, la couche 516 est activée de telle sorte que la couche 516 soit étendue. Etant donné que la couche 518 n'est pas activée, l'élément piézoélectrique 512 se plie dans une direction qui est opposée à la direction suivie dans l'étage B. Par conséquent, en appliquant une tension à chacun des éléments piézoélectriques 512 dans l'ensemble d'actionneur 510, les éléments piézoélectriques 512 peuvent fonctionner comme des doigts ou des pieds qui utilisent des forces de frottement pour déplacer la tige d'entraînement 508.
La Figure 10 illustre un ensemble d'actionneur 530 comprenant un rotor 532 et un stator 534. L'ensemble d'actionneur 530 peut être incorporé dans des moteurs EM de type rotatif, tels que les moteurs EM 450 et 4 62. Dans des modes de réalisation particuliers, l'ensemble d'actionneur 530 est incorporé dans des moteurs ultrasoniques. Le rotor 532 peut être couplé dé façon opérationnelle à un arbre d'entraînement (non montré) qui est à son tour couplé de façon opérationnelle à un dispositif mécanique. Comme cela est montré,, le stator 534 peut comprendre une pluralité d'éléments piézoélectriques 536 qui sont agencés en série et interfacent avec le rotor 532. Une tension appliquée peut établir une onde progressive TW le long de l'anneau d'éléments piézoélectriques 536 pour produire un mouvement elliptique. Les éléments piézoélectriques activés 536 peuvent engager le rotor en différents points de contact, entraînant le rotor 532 à tourner autour d'un axe 540.
Dans un mode de réalisation, il est prévu un procédé de fonctionnement d'un accélérateur de particules comprenant une chambre d'accélération. Le procédé peut également être utilisé pour faire fonctionner un système de production d'isotopes, tel que le système 100, ou un cyclotron, tel que le cyclotron 200.
Le procédé comprend la fourniture d'un faisceau de particules de particules chargées dans la chambre d'accélération. Le faisceau de particules peut être généré, comme cela est discuté ci-dessus, en utilisant, par exemple, des champs électriques et magnétiques pour diriger les particules chargées le long d'un chemin souhaité.
Le procédé peut également comprendre le déplacement sélectif d'un dispositif mécanique à l'intérieur de la chambre d'accélération afin d'affecter le faisceau de particules. Le dispositif mécanique peut être similaire aux dispositifs mécaniques 280-282, à l'ensemble de stripage 402, à l'ensemble de sonde de diagnostic 440 ou au dispositif RF 460. Le dispositif mécanique peut affecter le faisceau de particules, par exemple, en comprenant les particules chargées incidentes sur celui-ci, ou en affectant le champ électrique ou magnétique pour commander le chemin souhaité. A titre d'exemple spécifique, un dispositif RF peut être déplacé par rapport à un dé creux pour affecter la fréquence de résonance. Comme cela est décrit ci-dessus, le dispositif mécanique peut être déplacé par un moteur électromécanique (EM) qui comprend un composant de connecteur et des éléments piézoélectriques couplés de façon opérationnelle au composant de connecteur. Le. composant de connecteur est attaché de façon opérationnelle au dispositif mécanique et peut être n'importe quelle structure physique qui peut être déplacée et manipulée pour commander le déplacement du dispositif mécanique. Lorsque les éléments piézoélectriques sont activés (par exemple, en appliquant une tension), le moteur EM entraîne le composant de connecteur, déplaçant de ce fait le dispositif mécanique.
Dans des modes de réalisation particuliers, les dispositifs mécaniques sont situés entre les sommets de pôle de la culasse d'aimant qui définissent une région spatiale intérieure, ou sont situés à proximité des pôles. Par exemple, au moins une partie d'un bras rotatif ou d'un élément d'arbre peut s'étendre entre les sommets de pôle. En outre, dans des modes de réalisation particuliers, les moteurs EM peuvent être situés entre les sommets de pôle ou à proximité des pôles. Dans certains modes de réalisation, les dispositifs mécaniques sont déplacés par rapport à la culasse d'aimant ou, dans des modes de réalisation particuliers, aux sommets de pôle. Les dispositifs mécaniques peuvent également être situés dans des pics ou des vallées de l'un des sommets de pôle. Par exemple, l'ensemble de stripage 402 est situé le long du pic 333, et l'ensemble de sonde 440 est situé dans la vallée 337. En outre, les moteurs EM et les dispositifs mécaniques peuvent être situés dans ou espacés d'une surface intérieure de paroi de la culasse d'aimant, telle que la surface de paroi 322.
Dans des modes de réalisation particuliers, les accélérateurs de particules et les cyclotrons sont dimensionnés, façonnés et configurés pour une utilisation dans des hôpitaux, ou faire l'objet d'autres réglages similaires pour produire des radioisotopes pour l'imagerie médicale. Toutefois, les modes de réalisation décrits ici ne sont pas destinés à être limités à la génération de radioisotopes à des fins médicales. En outre, dans les modes de réalisation illustrés, les accélérateurs de particules sont des cyclotrons isochrones orientés verticalement. Toutefois, des modes de réalisation alternatifs peuvent comprendre d'autres types de cyclotrons ou d'accélérateurs de particules, ainsi que d'autres orientations (par exemple, horizontale).
Il convient de comprendre que la description ci-dessus est présentée à des fins illustratives, et non restrictives. Par exemple, les modes de réalisation décrits ci-dessus (et/ou les aspects de ceux-ci) peuvent être utilisés en combinaison les uns avec les autres. En outre, de nombreuses modifications peuvent être apportées pour adapter à une situation particulière ou à un matériau particulier les enseignements de l'invention sans sortir de la portée de celle-ci. Bien que les dimensions et les types de matériaux décrits ici soient destinés à définir les paramètres de l'invention, ils ne sont en aucun cas limitatifs et constituent des exemples de modes de réalisation. De nombreux autres modes de réalisation apparaîtront clairement à l'homme du métier à la lecture de la description ci-dessus. Par conséquent, la portée de l'invention devra être déterminée en se référant aux revendications annexées, de concert avec la pleine portée des équivalents auxquels ces revendications se rapportent. Dans les revendications annexées, les termes "comprenant" et "dans lequel" sont utilisés comme les équivalents en anglais officiel des termes respectifs "comprenant" et "dans lequel." En outre, dans les revendications qui suivent, les termes "premier", "deuxième" et "troisième", etc., sont utilisés uniquement comme des indicateurs, et ne sont pas destinés à imposer des exigences numériques sur leurs objets. En outre, les limitations des revendications qui suivent ne sont pas écrites dans un format "moyen plus fonction" et ne sont pas destinées à être interprétées sur la base sur du document 35 U.S.C. § 112, sixième paragraphe, à moins et jusqu'à ce que ces limitations des revendications utilisent expressément le terme "signifie" suivi par une déclaration de fonction dépourvue de toute autre structure.
Cette description écrite utilise des exemples pour divulguer l'invention, comprenant le meilleur mode de réalisation, et également afin de permettre à l'homme du métier de mettre l'invention en pratique, comprenant la fabrication et l'utilisation de tous les dispositifs ou systèmes et l'exécution de tous les procédés incorporés. La portée brevetable de l'invention est définie par les revendications, et peut comprendre d'autres exemples qui apparaîtront à l'homme du métier. Ces autres exemples sont destinés à être incorporés à l'intérieur de la portée des revendications s'ils comprennent des éléments structurels qui ne diffèrent pas du contenu littéral des revendications, ou s'ils comprennent des éléments structurels équivalents qui présentent des différences non substantielles par rapport au contenu littéral des revendications.
Liste des pièces référencées dans les figures
Système de production d’isotopes ....................................................................100
Accélérateur de particules.......................................................................... 102
Chambre d’accélération........................................................................ 103
Système de source d’ions .................................................................................104
Système de champ électrique...........................................................................106
Système de champ magnétique........................................................................108
Système de dépression.....................................................................................110
Faisceau de particules......................................................................................112
Système cible........................................................................................ 114
Système d’extraction ......................................................................... 115
Matériau cible .................................................................................. .116
Passage de faisceau.........................................................................................117
Système de commande.....................................................................................118
Endroit cible.......................................................................................................120
Système de refroidissement................................................... 122
Cyclotron............................................................................................................200
Culasse d’aimant...............................................................................................202
Corps de culasse...............................................................................................204
Chambre d’accélération.....................................................................................206
Face latérale......................................................................................................208
Face latérale......................................................................................................210
Extrémité supérieure ...................................... 212
Extrémité inférieure ...........................................................................................214
Plate-forme horizontale .....................................................................................220
Section de culasse ............................................................ 228
Section de culasse.............................................................................................230
Partie supérieure ............................................................................. 231
Plan médian...................................................................... 232
Axe central.........................................................................................................236 Région centrale................................................................. 238 Région spatiale..................................................................................................241 Région spatiale..................................................................................................243 Pôle....................................................................................................................248 Pôle....................................................................................................................250
Sommet de pôle ................................................................................................252
Sommet de pôle ................................................................................................254
Surface de paroi .................................................................. 255
Ensemble d’aimant.............................................................................. .260
Bobine d’aimant.................................................................................................264
Bobine d’aimant.................................................................................................266
Cavité de bobine d’aimant............................................................. 268
Cavité de bobine d’aimant...............................................................................270
Paroi de chambre.......................................... :272
Paroi de chambre ..................................................... ..274
Pompe à vide.....................................................................................................276
Dispositifs mécaniques..............................................................................280-282
Moteurs EM .......... 290-292
Composants de connecteur......................................... 293-295
Cavité à côtés ouverts.......................................................................................320
Partie d’anneau .................................................................................................321
Surface de paroi intérieure......................................... 322
Surface d’accouplement...................................................................... 324
Section de culasse ............................................................................................330
Pics............................................................................................................ 331-334
Vallées ..................... 336-339
Electrodes RF..........................................................................................:.340, 342 Dés creux .......... 341,343
Centre................................................................................................................344
Queues......................................................................................................345, 347
Passage de faisceau .........................................................................................349 Pôle.............................................. 350
Sommet de pôle .......................................................... 354
Système d’électrodes RF ..................................................................................370
Panneaux d’interception............................................ 371-372
Ensemble de stripage ........................................................................................402
Support de feuille................................ 404
Bras rotatif.................................................... 406
Extrémité proximale................................................................................ .408
Extrémité distale.......................................................... 410 Périmètre extérieur................................................................ 411
Feuille de stripage ........................................................ 412
Dispositif de fixation...........................................................................................414 Mécanisme de pince..........................................................................................416
Dispositif de fixation............................................................................................418
Moteur EM .........................................................................................................420 Câble ou fils.......................................................................................................422
Ensemble d’actionneur......................................................................................424
Composant de connecteur ................................................................................426
Ensemble de sonde de diagnostic ....................................................................440
Support de base ....................................................................................... 442
Elément d’arbre .................................................................................................444 Détecteur de faisceau.................. 446
Onglet ou languette...........................................................................................447
Support distal.....................................................................................................448
Moteur EM ................... 450 Câble ou fils.......................................................................................................452
Ensemble d’actionneur......................................................................................454
Composant de connecteur................... 456
Extrémité proximale...........................................................................................458
Dispositif RF .......................................................................................... 460
Moteur EM .........................................................................................................462
Plaque de condensateur................................. 464
Extension de base.............................................................................................466
Axe ...................................................................... 470
Moteur EM .........................................................................................................502
Ressorts de tension..........................................................................................504
Rouleaux............................................................................................................506
Support..............................................................................................................507
Tige d'entraînement.................................................................... 508
Ensemble d’actionneur.......................................................................................510
Boîtier ............................................................ 511
Elément piézoélectrique.......................... 512
Cristal bimorphe piézocéramique......................................................................514
Couches.....................................................................................................516, 518
Extrémité distale................................................................................................520
Ensemble d’actionneur ......................................................................................530
Rotor..................................................................................................................532
Stator.................................................................................................................534
Eléments piézoélectriques.................................................................................536
Axe.....................................................................................................................540 Légendes sur dessins FIGURE 1 104 Système de source d'ions 106 Système de champ électrique 108 Système de champ magnétique 110 Système de dépression 118 Système de commande 122 Système de refroidissement
Claims (9)
1. Accélérateur de particules (102) comprenant: un système de champ électrique (106) et un système de champ magnétique (108) configurés de manière à diriger des particules chargées le long d'un chemin souhaité à l'intérieur d'une chambre d'accélération (206); un dispositif mécanique (280, 282) situé à l'intérieur de la chambre d'accélération, le dispositif mécanique étant configuré de manière à être déplacé de façon sélective dans différentes positions à l'intérieur de la chambre d'accélération; et un moteur électromécanique (EM) (290, 292) comprenant un composant de connecteur (456) et des éléments piézoélectriques (512) couplés de façon opérationnelle au composant de connecteur, le composant de connecteur étant attaché de façon opérationnelle au dispositif mécanique, dans lequel le moteur EM entraîne le composant de connecteur lorsque les éléments piézoélectriques sont activés, déplaçant de ce fait le dispositif mécanique.
2. Accélérateur de particules (102) comprenant: un système de champ électrique (106) et un système de champ magnétique (108) configurés de manière à diriger des particules chargées le long d'un chemin souhaité à l'intérieur d'une chambre d'accélération (206), dans lequel le système de champ magnétique comprend une paire de sommets de pôle opposés l'un à l'autre en travers de la chambre d'accélération ; un dispositif mécanique (280, 282) situé à l'intérieur de la chambre d'accélération et s'étendant entre les sommets de pôles, le dispositif mécanique étant configuré de manière à être déplacé de façon sélective dans différentes positions à l'intérieur de la chambre d'accélération; et un moteur électromécanique (EM) (290, 292) situé entièrement dans la chambre d'accélération, dans lequel le moteur EM (290, 292) est monté sur l'un des sommets de pôle (252, 254) ou est situé à proximité de l'un des sommets de pôle, et comprenant un composant de connecteur (456) et des éléments piézoélectriques (512) couplés de façon opérationnelle au composant de connecteur, le composant de connecteur étant attaché de façon opérationnelle au dispositif mécanique, dans lequel le moteur EM entraîne le composant de connecteur lorsque les éléments piézoélectriques sont activés, déplaçant de ce fait le dispositif mécanique.
3. Accélérateur de particules (102) selon la revendication 1, dans lequel le moteur EM (290, 292) est essentiellement constitué d'un matériau non magnétique.
4. Accélérateur de particules (102) selon la revendication 1 dans lequel le dispositif mécanique (280, 282) est configuré de manière à être déplacé dans le chemin souhaité de telle sorte que les particules chargées soient incidentes sur celui-ci.
5. Accélérateur de particules (102) selon la revendication 4, dans lequel le dispositif mécanique (280, 282) comprend une sonde de diagnostic comprenant un détecteur de faisceau (446), les particules chargées étant incidentes sur le détecteur de .faisceau.
6. Accélérateur de particules (102) selon la revendication 4, dans lequel le dispositif mécanique (280, 282) comprend un ensemble de stripage (402) comprenant une. feuille de stripage (412), les particules chargées étant incidentes sur la feuille de stripage.
7. Accélérateur de particules (102) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le système de champ électrique (106) comprend des dés creux (341, 343), et le dispositif mécanique (280, 282) comprend une plaque de condensateur (464), la plaque de condensateur étant configurée de manière à se déplacer vers et à partir de l'un des dés creux.
8. Accélérateur de particules (102) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le composant de connecteur (456) est configuré de manière à au moins soit se déplacer dans une direction linéaire, soit tourner autour d'un axe (236).
9. Procédé de fonctionnement d'un accélérateur de particules (102) comprenant une chambre d'accélération (206), le procédé comprenant les étapes suivantes: fournir un faisceau de particules (112) de particules chargées dans la chambre d'accélération, le faisceau de particules étant dirigé le long d'un chemin souhaité; et déplacer de façon sélective un dispositif mécanique (280, 282) à l'intérieur de la chambre d'accélération, le dispositif mécanique étant déplacé par un moteur électromécanique (EM) (290, 292) comprenant un composant de connecteur (456) et des éléments piézoélectriques (512) couplés de façon opérationnelle au composant de connecteur, le composant de connecteur étant attaché de façon opérationnelle au dispositif mécanique, dans lequel le moteur EM entraîne le composant de connecteur lorsque les éléments piézoélectriques sont activés, dans lequel le dispositif mécanique comprend une plaque de condensateur écartée d'un dé creux par une distance de séparation, ladite étape de déplacement comprenant le déplacement de la plaque de condensateur par rapport au dé creux pour modifier la distance de séparation et dès lors une fréquence de résonance de l'accélérateur de particules.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US97720810 | 2010-12-23 | ||
| US12/977,208 US8653762B2 (en) | 2010-12-23 | 2010-12-23 | Particle accelerators having electromechanical motors and methods of operating and manufacturing the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BE1020809A5 true BE1020809A5 (fr) | 2014-05-06 |
Family
ID=46315811
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BE201100726A BE1020809A5 (fr) | 2010-12-23 | 2011-12-20 | Accelerateurs de particules comprenant des moteurs electromecaniques et procedes de fonctionnement et de fabrication de ceux-ci. |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8653762B2 (fr) |
| JP (1) | JP5973160B2 (fr) |
| CN (1) | CN102573267B (fr) |
| BE (1) | BE1020809A5 (fr) |
| CA (1) | CA2762707C (fr) |
| SE (1) | SE535996C2 (fr) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE1019411A4 (fr) * | 2010-07-09 | 2012-07-03 | Ion Beam Applic Sa | Moyen de modification du profil de champ magnetique dans un cyclotron. |
| EP2781142B1 (fr) * | 2011-11-17 | 2019-04-10 | Ion Beam Applications | Système rf pour synchrocyclotron |
| JP6042226B2 (ja) * | 2013-02-22 | 2016-12-14 | 住友重機械工業株式会社 | 加速器及び中性子捕捉療法装置 |
| US9185790B2 (en) | 2013-09-18 | 2015-11-10 | General Electric Company | Particle accelerators having extraction foils |
| US9661736B2 (en) * | 2014-02-20 | 2017-05-23 | Mevion Medical Systems, Inc. | Scanning system for a particle therapy system |
| US9456532B2 (en) | 2014-12-18 | 2016-09-27 | General Electric Company | Radio-frequency power generator configured to reduce electromagnetic emissions |
| US9859851B2 (en) | 2014-12-18 | 2018-01-02 | General Electric Company | Coupling assembly and radiofrequency amplification system having the same |
| US9455674B2 (en) | 2014-12-18 | 2016-09-27 | General Electric Company | Tube amplifier assembly having a power tube and a capacitor assembly |
| US9337786B1 (en) | 2014-12-18 | 2016-05-10 | General Electric Company | Multi-layer decoupling capacitor for a tube amplifier assembly |
| US9515616B2 (en) | 2014-12-18 | 2016-12-06 | General Electric Company | Tunable tube amplifier system of a radio-frequency power generator |
| US9894747B2 (en) * | 2016-01-14 | 2018-02-13 | General Electric Company | Radio-frequency electrode and cyclotron configured to reduce radiation exposure |
| US10340051B2 (en) | 2016-02-16 | 2019-07-02 | General Electric Company | Radioisotope production system and method for controlling the same |
| US10306746B2 (en) * | 2017-01-05 | 2019-05-28 | Varian Medical Systems Particle Therapy Gmbh | Cyclotron RF resonator tuning with asymmetrical fixed tuner |
| EP3503693B1 (fr) * | 2017-12-21 | 2020-02-19 | Ion Beam Applications S.A. | Cyclotron pour extraction de particules chargées à différentes énergies |
| CN109586611B (zh) * | 2019-01-23 | 2023-09-08 | 吉林大学 | 一种具有各向异性摩擦表面的交替步进压电粘滑驱动器 |
| CN115460759B (zh) * | 2022-11-08 | 2023-03-24 | 合肥中科离子医学技术装备有限公司 | 回旋加速器 |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2716794B2 (ja) * | 1989-04-10 | 1998-02-18 | 住友重機械工業株式会社 | サイクロトロンのビーム調整のためのターンパターンの評価方法および装置 |
| US5022674A (en) * | 1990-04-05 | 1991-06-11 | Bendix Atlantic Inflator Company | Dual pyrotechnic hybrid inflator |
| JPH05198398A (ja) * | 1991-03-19 | 1993-08-06 | Hitachi Ltd | 円形加速器及び円形加速器のビーム入射方法 |
| BE1009669A3 (fr) | 1995-10-06 | 1997-06-03 | Ion Beam Applic Sa | Methode d'extraction de particules chargees hors d'un cyclotron isochrone et dispositif appliquant cette methode. |
| JP3103319B2 (ja) * | 1997-03-05 | 2000-10-30 | 株式会社日本製鋼所 | サイクロトロン用ストリッピングフォイルの製造方法 |
| JPH10270199A (ja) * | 1997-03-26 | 1998-10-09 | Mitsubishi Electric Corp | 超電導加速器 |
| SE513190C2 (sv) | 1998-09-29 | 2000-07-24 | Gems Pet Systems Ab | Metod och system för minimerande av magnetstorlek i en cyclotron |
| US6323647B1 (en) * | 1999-09-16 | 2001-11-27 | Varian, Inc. | Motor driven tuning and matching of RF coils in an NMR probe |
| US7122966B2 (en) | 2004-12-16 | 2006-10-17 | General Electric Company | Ion source apparatus and method |
| ES2730108T3 (es) * | 2005-11-18 | 2019-11-08 | Mevion Medical Systems Inc | Radioterapia de partículas cargadas |
| US7476883B2 (en) | 2006-05-26 | 2009-01-13 | Advanced Biomarker Technologies, Llc | Biomarker generator system |
| US7355325B2 (en) | 2006-06-15 | 2008-04-08 | Piezomotor Uppsala Ab | Wide frequency range electromechanical actuator |
| US7701228B2 (en) * | 2008-03-11 | 2010-04-20 | Varian, Inc. | Switchable manual/motor-driven NMR tuning systems and methods |
| US7999443B2 (en) | 2008-07-22 | 2011-08-16 | Piezomotor Uppsala Ab | Electromechanical actuators and manufacturing method thereof |
| US8022596B2 (en) | 2008-12-12 | 2011-09-20 | Piezomotor Uppsala Ab | Guided electromechanical motor |
| US8153997B2 (en) * | 2009-05-05 | 2012-04-10 | General Electric Company | Isotope production system and cyclotron |
-
2010
- 2010-12-23 US US12/977,208 patent/US8653762B2/en active Active
-
2011
- 2011-12-19 SE SE1151215A patent/SE535996C2/sv not_active IP Right Cessation
- 2011-12-20 BE BE201100726A patent/BE1020809A5/fr active
- 2011-12-20 JP JP2011278145A patent/JP5973160B2/ja active Active
- 2011-12-22 CA CA2762707A patent/CA2762707C/fr active Active
- 2011-12-23 CN CN201110462694.7A patent/CN102573267B/zh active Active
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| BONOFIGLIO ET AL.: "Stripper Foil Mechanism for the K1200 Superconducting Cyclotron", PROCEEDINGS OF CYCLOTRONS '01, 2001, pages 117 - 119, XP002715773 * |
| J.WLODARCZAK ET AL.: "Power Coupler and Tuner Development for Superconducting Quarter-wave Resonators", PROCEEDINGS OF LINAC 08, 2008, pages 1005 - 1007, XP002715770 * |
| M.FOUAIDY ET AL.: "Full Characterisation at Low Temperature of Piezoelectric Actuators Used for SRF Cavities Active Tuning", PROCEEDINGS OF PAC'05, 2005, pages 728 - 730, XP002715771 * |
| T.KANDIL ET AL.: "Adaptive Feedforward Cancellation of Sinusoidal Disturbancies in Superconducting RF Cavities", PROCEEDINGS OF LINAC '04, 2004, pages 447 - 449, XP002715772 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2012134146A (ja) | 2012-07-12 |
| US8653762B2 (en) | 2014-02-18 |
| CN102573267A (zh) | 2012-07-11 |
| US20120161671A1 (en) | 2012-06-28 |
| JP5973160B2 (ja) | 2016-08-23 |
| CA2762707C (fr) | 2018-08-28 |
| CN102573267B (zh) | 2017-08-15 |
| CA2762707A1 (fr) | 2012-06-23 |
| SE535996C2 (sv) | 2013-03-19 |
| SE1151215A1 (sv) | 2012-06-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| BE1020809A5 (fr) | Accelerateurs de particules comprenant des moteurs electromecaniques et procedes de fonctionnement et de fabrication de ceux-ci. | |
| EP0113267B1 (fr) | Convertisseur électromécanique à plusieurs degrés de liberté | |
| EP2591643B1 (fr) | Cyclotron comprenant un moyen de modification du profil de champ magnétique et procédé associé | |
| CA2475352C (fr) | Piege a ions a aimant permanent et spectrometre de masse utilisant un tel aimant | |
| WO2019110923A1 (fr) | Vanne de réglage compacte | |
| CA2576774C (fr) | Piege a ions a aimant permanent longitudinal et spectrometre de masse utilisant un tel aimant | |
| FR3072226B1 (fr) | Motoreducteur compact | |
| FR2949602A1 (fr) | Dispositif d'aimant permanent cylindrique produisant un champ magnetique controle a une distance de sa surface | |
| Shahosseini et al. | Cylindrical halbach magnet array for electromagnetic vibration energy harvesters | |
| FR3100400A1 (fr) | Actionneur magnetique et systeme mecatronique | |
| EP2873306A1 (fr) | Applicateur micro-onde coaxial pour la production de plasma | |
| FR3039742A1 (fr) | Dispositif et procede de production de neutrons | |
| CH710072A2 (fr) | Dispositif micromécanique à actionnement électromagnetique. | |
| EP2887007B1 (fr) | Dispositif de posage pour le contrôle de composants | |
| FR2685144A1 (fr) | Transducteur electromagnetique a aimant permanent multipolaire. | |
| EP0268619B1 (fr) | Dispositif d'actionnement electromagnetique | |
| EP1320119B1 (fr) | Détecteur de rayonnements ionisants et procédé de fabrication d'un tel détecteur | |
| EP2812981A2 (fr) | Machine électrique présentant une structure statorique modulaire | |
| FR2962065A1 (fr) | Mecanisme etanche de transmission de mouvements pour enceinte confinee et enceinte pourvue d'un tel mecanisme. | |
| EP4179553A1 (fr) | Electro-aimant multipolaire | |
| WO1999003314A1 (fr) | Cyclotron compact et son utilisation en proton therapie | |
| Delaine et al. | An optical induction generator through Crooke's radiometer | |
| Puzo | The submicron beam size monitor of Orsay installed at the FFTB | |
| FR2553962A1 (fr) | Dispositif magnetique de regroupement |