Les cyclotrons sont des appareils servant à amener'à des vitesses très élevées les particules de matière (particules élémentaires), par exemple des protons, vitesses très élevées nécessaires pour permettre de déclencher artificiellement des phénomènes physiques intéressant le noyau. Outre à des fins de recherches, les cyclotrons servent principalement à la production de matières radioactives synthétiques, utilisées pour des analyses dans les domaines de la technique, de la biologie et de la médecine. Une partie importante d'un tel appareil est formée par le corps d'un aimant, pesant souvent plusieurs tonnes et magnétisé au moyen de bobines parcourues par du courant continu.
Les corps d'aimant sont généralement constitués par les culasses horizontales', par les culasses verticales et par les pôles. Lorsqu'il s'agit de corps d'aimant relativement petits, les culasses horizontales, les culasses verticales et les pôles peuvent être exécutés en une seule pièce. Cependant, lorsque les dimensions sont plus grandes, les corps d'aimant sont constitués par des plaques ou des tôles empilées. Dans ce cas il est connu que les différentes culasses horizontales et verticales sont constituées séparément par des plaques en tôle maintenues par des'armatures.
Afin d'obtenir que les aimants fonctionnent impeccablement, il est particulièrement important que l'intensité du champ magnétique
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polaire. Tandis que les surfaces de séparation dans le sens du flux des lignes de force ne nuisent pratiquement pas à la répartition uniforme voulue des lignes de force, les nombreuses surfaces de séparation orientées verticalement par rapport au flux des lignes de force rendent une répartition idéale des lignes de force considérablement plus difficile. De ce fait le nombre de tours/ampères doit être accru et il en découle des pertes plus élevées.
Suivant l'invention, on prévoit un corps d'aimant pour cyclotrons formé par des plaques ou des tôles empilées et constitué par deux parties dont les plaques empilées traversent de part en part; les dites parties comprenant chacune une culasse horizontale, une partie polaire et une partie des culasses verticales, de manière qu'un joint de séparation ne subsiste qu'approximativement au centre des deux culasses verticales et est orienté transversalement par rapport aux lignes de force magnétiques.
La face intérieure du point de transition depuis les culasses verticales jusqu'aux culasses horizontales est de préférence arrondie.
Suivant une forme d'exécution préférée, les sections transversales des culasses présentent leur épaisseur maximum au centre et s'amenuisent vers l'extérieur.
Une forme d'exécution, donnée à titre d'exemple non limitatif, est représentée aux dessins annexés, dans lesquels:
La fig. 1 représente une forme d'exécution connue d'un corps d'électro-aimant pour cyclotrons.
La fig. 2 est une coupe suivant la ligne II-II du corps d'électro-aimant de la fige 1.
La fig. 3 est une coupe suivant la ligne III-III de la fig.l.
La fig. 4 représente une vue latérale d'un corps d'électro-aimant pour cyclotrons suivant l'invention.
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lectro-aimant de la fig. 4.
La fig. 6 est une coupe suivant la ligne VI-VI de la fig. 4.
Le corps d'aimant d'exécution connue de la fig. 1 est constitué par deux culasses horizontales 1 et 2, par deux culasses verti-
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sus de l'autre de manière à être exactement centrés. Les bobines 25 servant à l'excitation sont indiquées en traits interrompus. Il est possible d'encastrer une chambre d'accélération vide, non représentée, dans l'espace situé entre les pièces polaires 7 et 8.
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18, orientées verticalement par rapport au fine des lignes de force magnétiques, représentent des fentes d'air dont la longueur ne peut pas être constante, même si les surfaces de séparation sont traitées avec un maximum de soins. Les fentes d'air qui se forment tout particulièrement aux surfaces de séparation sont légèrement coniques de manière qu'en raison de cette forme une répartition uniforme du flux des lignes de force est impossible et, qu'en outre, la consommation en courant d'excitation est plus élevée.
La forme d'exécution représentée aux figs. 1 à 3 d'un corps d'aimant connu pour cyclotrons présente, en outre, le désavantage que les lignes de force magnétiques se resserrent aux coins, tout particulièrement aux coins aigus 19, étant donné qu'elles tendent à suivre le trajet le plus court.
Suivant l'invention, les désavantages décrits plus haut sont largement éliminés du fait que le corps d'aimant est constitué par
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que chacune des deux parties comprenne une culasse horizontale, une partie polaire et une partie des culasses verticales. Dans la forme d'exécution représentée aux figs. 4� 5 et 6, les culasses horizontales avec les demi-culasses verticales et les pôles sont découpés simultanément depuis des plaques ou des tôles empilées, de manière qu'un joint de séparation ne subsiste qu'au centre des deux culasses verticales
et est orienté transversalement par rapport aux lignes de force magnétiques.
Le corps d'électro-aimant pour cyclotrons suivant l'invention et représenté aux figs. 4 - 6 est constitué par les culasses horizontales 1 et 2 formées par des tôles empilées munies chaque fois
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et 6 sont également découpés simultanément avec les culasses horizontales.
Pour des raisons qui n'ont rien à faire avec l'invention, les pièces polaires 7 et 8 sont exécutées sous la forme de disques ronds qui, après assemblage des deux parties 1 et 2, sont fixés par des vis sur les pôles. Les tôles des parties 1 et 2 sont reliées par des boulons 26 à écrous 27.
En exécutant suivant l'invention le corps d'électro-aimant, il ne subsiste que deux surfaces de séparation 28 et 29. Après fixation des moitiés de corps d'aimant par les boulons 26 et les écrous 27, les pôles sont serrés sur un dispositif approprié et traitas par tour-nage, de manière à centrer exactement les moitiés de corps d'aimant et d'obtenir également que les surfaces polaires soient parallèles et planes aux joints de séparation 28 et 29.
La forme d'exécution du corps d'aimant suivant l'invention permet de réduire au minimum les pertes par les fentes d'air, de manière qu'il soit possible d'obtenir une répartition très uniforme des lignes de force sur les surfaces polaires*
Afin d'empêcher que les lignes de force se resserrent aux
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arrondis peuvent être exécutés aisément étant donné que les différentes violes ou plaques sont réalisées par découpage au chalumeau: De même, il est également possible d'arrondir les bords extérieurs 20 des culasses horizontales qui ne subissent que peu de fatigue.
Ainsi qu'il ressort tout particulièrement à la fig. 6, le flux magnétique est maximum au centre des culasses verticales, tandis qu'il diminue de plus en plus vers l'extérieur. Les lignes de force magnétiques traversent donc avec le plus d'intensité les pôles à proximité de la plus grande largeur 21-22, tandis que leur flux devient de plus en plus faible vers l'extérieur. Afin d'obtenir une répartition approximativement uniforme du flux sur les surfaces polaires, les culasses verticales sont exécutées de manière à présenter leur épaisseur maximum au centre, tandis qu'elles s'amenuisent vers l'extérieur . La forme d'exécution représentée à la fig. 6 du corps d'électro-aimant suivant l'invention peut-être obtenue aisément par découpage au chalumeau.
Suivant l'invention il est possible d'obtenir dans un corps d'électro-aimant un champ magnétique uniforme entre les pôles et de réaliser l'exécution du corps d'aimant avec plus de précision, plus
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REVENDICATIONS.
1. Corps d'aimant pour cyclotrons formé par des plaques ou des tôles empilées, caractérisé en ce qu'il est constitué par deux parties dont les plaques empilées traversent de part en part et qui sont exécutées de manière que chacune des deux parties comprenne une culasse horizontale, une partie de pôle et une partie des culasses verticales, de façon qu'un joint de séparation ne subsiste qu'approximativement au centre des deux culasses verticales et est orienté transversalement par rapport aux lignes de force magnétiques.