EP0238375A1 - Apparatus and method for the production of a braking radiation from accelerated electrons - Google Patents

Apparatus and method for the production of a braking radiation from accelerated electrons Download PDF

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EP0238375A1
EP0238375A1 EP87400306A EP87400306A EP0238375A1 EP 0238375 A1 EP0238375 A1 EP 0238375A1 EP 87400306 A EP87400306 A EP 87400306A EP 87400306 A EP87400306 A EP 87400306A EP 0238375 A1 EP0238375 A1 EP 0238375A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
target
electrons
solenoid
cavity
transistors
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP87400306A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Michel Roche
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • H05H11/00—Magnetic induction accelerators, e.g. betatrons
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J35/00—X-ray tubes

Definitions

  • the present invention relates to a device and a method for producing braking radiation from accelerated electrons.
  • the invention applies to all fields requiring the production of braking radiation, (in German terminology: Bremsstrahlung) such as ⁇ radiation or X radiation; the invention applies in particular to the field of physical, biological, medical studies, to the field of detection of defects in materials and to the field of irradiation of food or industrial products.
  • Figure 1 shows schematically, in section, the structure of a betatron in other words of a conventional electron accelerator. It comprises a ferromagnetic part 1 comprising two separate parts 3, 4 facing each other, corresponding to the North and South poles of the part, a solenoid 5 in the center of the part connecting the two parts 3, 4 and a toroidal cavity 7 under vacuum in the median plane of the room.
  • This cavity contains electrons conventionally produced from an electron source such as a filament or a plasma introduced into the cavity.
  • the electrons present in the cavity, under the effect of the magnetic field are rotated along a circular path 9 of radius R in a plane perpendicular to the direction of the magnetic field.
  • the increase in magnetic induction depends on the voltage applied to the terminals of the solenoid 5. The higher this voltage, the larger the induced field.
  • the electrons accelerated in a betatron are notably used for the study of matter.
  • a toroidal coil at the terminals of which a voltage is applied can be introduced into the cavity so that the electron beam crosses this coil.
  • This type of betatron is generally called “modified betatron”; it is described for example by N Rostoker of the University of California in the publication “Comments plasma physics", 1980, vol. 6, No. 2, p.91-100.
  • the accelerated electron beam cannot be easily extracted from the betatron in order to be used to produce irradiation radiation by interaction of these electrons with a target.
  • a target is directly introduced into the cavity containing the electrons in order to produce braking radiation in the betatron; the braking radiation being insensitive to the magnetic field induced in the cavity, it can therefore escape from the betatron and be used.
  • FIG. 2 schematically represents the interaction of electrons with a target placed on the circular trajectory of these electrons.
  • the electron-target interaction causes the emission of braking radiation 12, practically tangent to the circular path of the electrons.
  • Braking radiation is insensitive to the presence of the magnetic field, so it is not entrained on a circular path.
  • a device using a target placed on the circular trajectory of accelerated electrons to produce braking radiation is for example described in patent US-A-2,335,014.
  • the target used rotating in a plane perpendicular to that of the trajectory of the electrons, is disposed entirely inside the cavity containing the accelerated electrons. Therefore, the target has a short length. This length is in particular less than the diameter of the trajectory of the electrons.
  • a target of this type does not produce high power radiation, in other words of the order of a few kW, such as those used in particular in the field of industrial irradiation.
  • the subject of the present invention is precisely a device for producing braking radiation from accelerated electrons, allowing to remedy this drawback and in particular to produce braking radiation of several kW.
  • the invention relates to a device for producing braking radiation comprising in a ferromagnetic part a circular cavity containing electrons driven in rotation on a circular path under the action of a magnetic field induced by the ferromagnetic part and by means of induction of a magnetic field, characterized in that it further comprises: - a circular target located partly outside the cavity, rotating in a plane perpendicular to that of the path of the electrons, the end of the target periodically crossing said path to interact periodically with the electrons on their circular path in order to produce braking radiation, and - Means for varying the magnetic field in the cavity, these means being synchronized over the period of interaction of the target with the electrons and being connected to the magnetic induction means.
  • the means for varying the magnetic field in the cavity allow this field to be varied so that the electrons present in the cavity are periodically accelerated in synchronization with the target-electron interaction.
  • the braking radiation obtained is therefore practically continuous.
  • the circular target being located partly outside the cavity, the dimensions of the cavity do not limit those of the target.
  • the target pre has a large diameter, in particular to produce high-power braking radiation.
  • the device of the invention preferably comprises means for cool the target; these means are all the more necessary as the electron beam has a high power, and the larger the surface of the target, the better the cooling obtained. It is therefore advantageous to use a large diameter target, in particular for producing high power radiation.
  • the electron beam must also be high power.
  • the average power of the electron beam is equal to the energy of the beam during an acceleration multiplied by the frequency of the accelerations, this frequency corresponding to the frequency of the target-electron interaction.
  • a large diameter target therefore allows both a good cooling of the target and a rotation of the target at a high tangential speed.
  • a large diameter target is therefore advantageously used to produce high power radiation.
  • the end of the target is formed of teeth distributed regularly over the whole of its periphery. These teeth can be contained both in the plane of the target and in a plane perpendicular to or inclined with respect thereto.
  • the shape of the tooth is arbitrary. In fact, a threadlike material is enough to interact with the electrons.
  • the entire target or only the target teeth are made of a heavy material such as tantalum or tungsten.
  • the target can also be constituted by a disc comprising holes regularly distributed around its periphery.
  • a braking radiation of 7.5 kW is obtained from an electron beam with an acceleration frequency of 10 kHz and an average power of 50 kW; this frequency of 10 kHz is obtained with a target of 1 m in diameter, the end of which is formed by teeth 10 mm wide, spaced from each other by 30 mm, and having a tangential speed of rotation of 400 m / s .
  • the width of the target teeth and the distance between two teeth depends in particular on the diameter of the electron beam.
  • the diameter of the target is greater than the diameter of the trajectory of the electrons.
  • the means for varying the magnetic field include: means for detecting the position of the target relative to the circular path of the electrons, means for processing the signals produced by the detection means, these processing means being connected on the one hand to the detection means and on the other hand to the magnetic induction means.
  • the detection means comprise a light source and a photoelectric detector arranged on either side of the plane formed by the target and facing the end of the latter, said detector being connected to the means treatment.
  • the light source is for example a diode and the photoelectric detector, a phototransistor.
  • the detection means comprise a ferromagnetic material such as iron deposited at the end of the target and a fixed magnetic circuit disposed opposite the end of the target, said magnetic circuit being connected the means of treatment.
  • This magnetic circuit advantageously comprises a "U” shaped magnet and a solenoid around a U-shaped branch of said magnet, the solenoid being connected to the processing means.
  • the processing means include: - Means for generating successive sequences of parallel signals from the signals from the detection means , - means for supplying the magnetic induction means from the parallel signals, said supply means being connected on the one hand to the means for generating parallel signals and on the other hand to the magnetic induction means.
  • the magnetic induction means comprising at least one solenoid wound on a part of the ferromagnetic part
  • the supply means comprise four transistors connected respectively to the means for generating parallel signals, a first and a second transistors being further connected to each other and to one terminal of the solenoid and a third and a fourth transistors being connected to each other and to the other terminal of the solenoid, the first and third transistors being further connected to a DC power supply source and the second and fourth grounded transistors.
  • the magnetic induction means comprising at least two solenoids wound separately on a part of the ferromagnetic part
  • the supply means comprise a first source of DC voltage supply supplying the first solenoid, a second source DC voltage supply connected to the midpoint of the second solenoid and two sets of at least one transistor respectively connected to the means to generate signals parallel to a terminal separate from the second solenoid and to ground.
  • the invention also relates to a method of producing braking radiation by interaction of electrons with a target of a device such as that described above; this process is characterized in that periodically induces in the cavity a constant magnetic field at least during the interaction between the electrons and the target, decreasing after the interaction then increasing before the interaction.
  • FIG. 3 schematically represents a device according to the invention.
  • This device comprises a ferromagnetic part 20 consisting of eight distinct elements 21 combined with each other so as to form a cross, each branch of the cross being formed by two of these elements.
  • a circular cavity 25 In the center of the ferromagnetic part 20 and in the plane of the cross is located a circular cavity 25, end 26 generally conical. This cavity is not closed, it has openings 28 on the lateral sides of the branches of the cross. Means for induction of a magnetic field such as solenoids 47 are wound on a part of the elements 21 facing the cavity.
  • This device also comprises a circular target 23 made for example of tantalum or tungsten and located between two elements of a branch of the cross, thanks to a slight setback made in these elements to receive the target.
  • This target is rotated in a plane perpendicular to that of the trajectory 24 of the electrons.
  • This target has at its end teeth 27 regularly distributed around the periphery of the target. These teeth periodically cross the path of the electrons and therefore interact periodically with the electrons.
  • the electron-target interaction causes, as previously seen, the emission of braking radiation (not shown in this figure) which escapes tangentially to the path 24 through the openings 28 of the cavity.
  • the assembly formed by the ferromagnetic part 20 and the target 23 shown in this figure is placed in a vacuum enclosure (not shown), so as not to disturb the movement of the electrons and the electron-target interaction.
  • the ferromagnetic part used can have a height of 40 cm and a length of 76 cm.
  • the circular cavity and the target have for example a diameter of 50 cm and 1 m respectively.
  • the target cuts the ferromagnetic part and a whole part of the target is outside the ferromagnetic part and therefore of the magnetic structure.
  • the ferromagnetic part 20 shown in Figure 3 has the shape of a cross but it can be of any shape. Furthermore, the end of the cavity is conical in shape for reasons of energy dissipation, but any divergent shape can be used.
  • a toroidal coil (not shown felt) can be arranged in the cavity 25, so that the circular path 24 of the electrons crosses this coil; as we have seen previously, this coil at the terminals of which a voltage is applied makes it possible to focus the electron beam.
  • the speed of the electrons on the path 24 depends on the magnetic field induced in the cavity.
  • the magnetic field in the cavity is varied so that it increases before each interaction of the electrons with a tooth 27 of the target 23. During each interaction, this magnetic field must be constant, the electrons being stopped by the target. And finally, after each interaction, the magnetic field is made to decrease to eliminate any magnetic induction in the cavity, in order to allow a further increase in the magnetic field and therefore a new electron-target interaction. This decrease in the field can take place both at the end of the passage of a tooth in the path 24 and at the start of the crossing of the path through the space between two teeth.
  • the device of the invention comprises, as we have seen previously, means for cooling the target.
  • FIG. 4 schematically shows in section, an exemplary embodiment of means for cooling the target 23.
  • the target 23 is hollow and the cooling means comprise a disc 23a located inside and in the center of the target 23, an inlet pipe 23b of a coolant 22 and an outlet pipe 23c coolant formed inside the axis of the target, on either side thereof; the disc 23a is fixed on the axis of the target.
  • the wall referenced 23x corresponds to the wall which interacts with the electrons.
  • the device of the invention can include other means for cooling the target, such as for example those described in US-A-4-165-472.
  • FIG. 5 represents an exemplary embodiment of detection means associated with processing means.
  • These detection means comprise a light source 35 such as a diode and a photelectric detector 37 such as a phototransistor.
  • the source 35 and the detector 37 are placed on either side of the target 23, opposite the end of the target.
  • the detector 37 is connected to the processing means 40 which are themselves connected to magnetic induction means 47 such as solenoids.
  • These processing means 40 comprise means 41 for generating successive sequences of parallel sequential signals from the signals coming from the detector 37. These means 40 also include means 45 for supplying the means 47 as a function of the parallel signals coming from the means 41 , usually amplified by amplifiers 43.
  • the signals generated by the detector 37 consist of a series of periodic pulses; each rising edge of a pulse corresponds to the passage of light from the source 35 to the detector and each falling edge corresponds to the stop of the light by a tooth 27 of the target.
  • the means 41 are constituted by any known means such as a sequencer making it possible to trigger sequences of parallel sequential signals on a rising or falling edge of the signals generated by the detector. If the detection means 35, 37 are placed opposite the teeth of the target at each electron-target interaction, the means 41 must trigger on a falling edge. On the other hand, if the means 35, 37 are placed opposite the space situated between two teeth of the target at each interaction, the means 41 must trigger on a rising edge.
  • FIG. 6 represents another exemplary embodiment of detection means. These detection means are also connected to the processing means 40, themselves connected to the magnetic induction means 47.
  • These detection means comprise a ferromagnetic material 51 such as iron placed at the end of each tooth 27 of the target 23 and a magnetic circuit opposite the end of the target.
  • This magnetic circuit comprises for example a magnet 53 in the shape of a "U" on a branch of which a solenoid 55 is wound.
  • the terminals of the solenoid are respectively connected to the processing means 40 and to a ground.
  • the magnetic circuit 53, 55 and the ferromagnetic material 51 can be as well in the plane of the target as in any plane as long as when a tooth of the target passes in the vicinity of the magnetic circuit, the material 51 and the magnet 53 form a closed magnetic circuit.
  • the reluctance of the magnetic circuit is more or less important depending on whether the material 51 deposited on the teeth more or less closes the circuit.
  • the resulting voltage at the terminals of the solenoid 55 therefore comprises successive rising and falling edges, a rising front corresponding to the passage of a tooth in front of the magnet 53 and a falling front corresponding to a space between two teeth passing in front of this magnet 53.
  • sequencer of the means 40 will have to trigger each sequence of parallel signals either on a rising edge or on a falling edge, depending on whether these edges correspond or not to the passage of a tooth in the trajectory 24 of the electrons.
  • FIG. 7 represents an exemplary embodiment of means 45 for supplying means 47 for magnetic induction.
  • the ferromagnetic part 20 inside which is the circular cavity 25.
  • the terminals of the solenoid S1 are connected respectively to a DC voltage source 61 and to a ground.
  • the terminals of the solenoid S2 are respectively connected to transistors T11, T12 and the midpoint of this solenoid to a DC voltage supply source 63.
  • the magnetic field B m (t) is the superposition of two magnetic fields B s1 and B s2 (t).
  • the first field B s1 is constant, it is induced by the ferromagnetic part and by the solenoid S1 supplied by a DC voltage through an inductor 65 so that the field B s1 is the value B0.
  • This direct voltage is generated by the voltage source 61.
  • the role of the inductance is to absorb the alternating voltage induced by the variations of the field B m (t) at the terminals of S1.
  • a capacitor 67 connected on the one hand between the voltage source 61 and the inductor 65 and on the other hand to a ground makes it possible to protect the voltage source 61.
  • the second field B S2 (t) is variable, it is induced by the ferromagnetic part and by the solenoid S2 whose midpoint is supplied by a DC voltage V1 by the voltage source 63 and whose terminals go respectively to the collec tors of the transistors T11 and T12.
  • the emitters of the transistors T11 and T12 are connected to a ground and the bases of these transistors are respectively connected to a sequencer 41 of the type described above, delivering sequential parallel signals synchronized with the position of the rotating target 23.
  • the sequencer delivers two parallel signals V T11 and V T12 which drive the bases of the transistors T11 and T12 respectively.
  • Such signals are shown in Figure 8 (c, d).
  • the transistor T11 respectively T12 is in the on state when the signal V T11 respectively V T12 is non-zero.
  • the voltage V S2 resulting at the terminals of the solenoid S2 is represented in e, FIG. 8.
  • This voltage V S2 fluctuates around the voltage V1: V S2 is less than V1 when V T11 is non-zero, V S2 is greater than V1 when V T12 is non-zero, and V S2 is equal to V1 when V T11 and V T12 are zero.
  • the value of the voltage V1 is chosen so that the magnetic field BS2 (t) induced by the ferromagnetic part and by the solenoid S2 (figure 8, b) varies in time between the value -Bo and a zero value.
  • the field B S2 (t) increases when the voltage V S2 is greater than V1, it is zero when the voltage V S2 is equal to V1 and it decreases when the voltage V S2 is less than V1.
  • the field B m (t) resulting in the cavity ( Figure 8, a) is the superposition of the field B S1 and the field B S2 (t); it undergoes the same variations as the field B S2 (t).
  • the field B m (t) is positive and the field B s (t) is negative, but the reverse is of course possible.
  • the time t b during which the field B m (t) is constant corresponds to the maximum time during which the electrons interact with a tooth of the target
  • the time t c of decay of the field can take place well at the end of the crossing of the trajectory by the tooth only at the beginning of crossing the trajectory by a space between two teeth.
  • the time t a of growth of the field takes place during the crossing of the trajectory by a space between two teeth.
  • T 10 ⁇ 4 s.
  • t a 25 ⁇ s
  • t b 50 ⁇ s
  • t c 25 ⁇ s.
  • each tooth and the spacing between two teeth are calculated as a function of the times t a , t b and t c necessary to obtain practically continuous braking radiation.
  • the width of each tooth is taken for example equal to 10 mm and the space between two teeth, to 30 mm.
  • the transistors T11 and T12 only conduct for a small part of the period T corresponding respectively to the times t c and t a . This has the advantage of limiting the power that the transistors must dissipate and therefore increasing the overall efficiency of the device.
  • the powers required for the operation of the device of the invention being very large, it is advantageous to place a large number of transistors in parallel with T11 and T12 respectively.
  • FIG. 9 represents another exemplary embodiment of means 45 for supplying means 47 for magnetic induction.
  • These means 47 comprise a solenoid S3 wound on a part of the ferromagnetic part 20 opposite the cavity 25.
  • the means 45 comprise four transistors T21, T22, T23 and T21 connected by their base to a sequencer 41 of the type described above, driving the bases of these transistors respectively by four parallel signals.
  • the transistor T21 is further connected by its collector to a DC voltage source 80 and by its emitter to the collector of the transistor T22 and to a terminal of the solenoid S3, the emitter of the transistor T22 being also connected to a ground.
  • the transistor T23 is also connected by its collector to the voltage source 80 and by its emitter to the collector of the transistor T24 and to the other terminal of the solenoid S3, the emitter of the transistor T24 being further connected to ground.
  • a capacitor 81 connected in parallel to the transistors T21, T22 and T23, T24 makes it possible to protect the DC voltage source 80.
  • the DC voltage source 80 delivers a voltage V1 such that the field B m (t) induced by the ferromagnetic part and by the solenoid S3 varies between the value + B o and zero.
  • the parallel signals V T21 , V T22 , V T23 and V T24 applied by the sequencer to each of the bases of the transistors T21, T22, T23 and T24 are represented respectively in c, d, e and f of FIG. 10.
  • the signals V T21 and V T22 as well as the signals V T23 and V T24 are complementary. Indeed, when V T21 (respectively V T23 ) is zero, V T22 (respectively V T24 ) is non-zero and vice versa.
  • the transistors T21 and T24 are conductive (during time t a ), the transistors T22 and T23 do not conduct and the voltage V S3 across the terminals of the solenoid S3 (b, Figure 10) is positive (+ V1) .
  • the transistors T22 and T23 conduct (during time t c )
  • the transistors T21 and T24 do not conduct and the voltage V S3 is negative (- V1).
  • the transistors T22 and T24 conduct (during time t b ) the transistors T21 and T23 do not conduct and the voltage V S3 is zero.
  • the voltage V S3 at the terminals of the solenoid S3 therefore varies between V1 and -V1, and the magnetic field B m (t) resulting in the cavity (a, figure 10) has the same shape as that described in figure 8 in a: it varies between the value + B o and zero.
  • the solenoid S3 into several solenoids, the terminals of these solenoids being connected respectively between the transistors T21 and T22 and between the transistors T23 and T24.
  • the various solenoids consist for example of eight solenoids 47 wound on each element 21 of the part 20, in a single turn, as shown in FIG. 3.

Abstract

L'invention concerne un dispositif et un procédé de production d'un rayonnement de freinage. Ce dispositif comporte dans une pièce ferromagnétique (20) une cavité circulaire (25) contenant des électrons entraînés en rotation sur une trajectoire circulaire (24) sous l'action d'un champ magnétique induit par la pièce ferromagnétique et par des moyens (47) d'induction d'un champ magnétique. Ce dispositif comprend en outre une cible circulaire (23) située en partie à l'extérieur de la cavité, en rotation dans un plan perpendiculaire à celui de la trajectoire des électrons, l'extrémité de la cible traversant périodiquement ladite trajectoire pour interagir périodiquement avec les électrons sur leur trajectoire (24) afin de produire un rayonnement de freinage, et des moyens pour faire varier le champ magnétique dans la cavité (25), cesdits moyens étant synchronisés sur la période d'interaction de la cible avec les électrons et étant reliés aux moyens d'induction.The invention relates to a device and a method for producing braking radiation. This device comprises in a ferromagnetic part (20) a circular cavity (25) containing electrons driven in rotation on a circular trajectory (24) under the action of a magnetic field induced by the ferromagnetic part and by means (47) of induction of a magnetic field. This device further comprises a circular target (23) located partly outside the cavity, rotating in a plane perpendicular to that of the path of the electrons, the end of the target periodically crossing said path to interact periodically with the electrons on their trajectory (24) in order to produce braking radiation, and means for varying the magnetic field in the cavity (25), said means being synchronized with the period of interaction of the target with the electrons and being connected to the means of induction.

Application à tous les domaines nécessitant la production d'un rayonnement de freinage.

Figure imgaf001
Application to all areas requiring the production of braking radiation.
Figure imgaf001

Description

La présente invention concerne un dispositif et un procédé de production d'un rayonnement de frei­nage à partir d'électrons accélérés.The present invention relates to a device and a method for producing braking radiation from accelerated electrons.

L'invention s'applique à tous les domaines nécessitant la production d'un rayonnement de freinage, (en terminologie Allemande : Bremsstrahlung) tel qu'un rayonnement γ ou un rayonnement X ; l'invention s'applique en particulier au domaine des études physiques, biologiques, médicales, au domaine de la détection de défauts dans des matériaux et au domaine de l'irradiation de produits alimentaires ou industriels.The invention applies to all fields requiring the production of braking radiation, (in German terminology: Bremsstrahlung) such as γ radiation or X radiation; the invention applies in particular to the field of physical, biological, medical studies, to the field of detection of defects in materials and to the field of irradiation of food or industrial products.

La figure 1 représente schématiquement, en coupe, la structure d'un bêtatron autrement dit d'un accélérateur d'électrons classique. Il comprend une pièce ferromagnétique 1 comportant deux parties distinctes 3, 4 en regard, correspondant aux pôles Nord et Sud de la pièce, un solénoïde 5 au centre de la pièce reliant les deux parties 3, 4 et une cavité torique 7 sous vide dans le plan médian de la pièce. Cette cavité contient des électrons produits classiquement à partir d'une source d'électrons telle qu'un filament ou un plasma introduits dans la cavité.Figure 1 shows schematically, in section, the structure of a betatron in other words of a conventional electron accelerator. It comprises a ferromagnetic part 1 comprising two separate parts 3, 4 facing each other, corresponding to the North and South poles of the part, a solenoid 5 in the center of the part connecting the two parts 3, 4 and a toroidal cavity 7 under vacuum in the median plane of the room. This cavity contains electrons conventionally produced from an electron source such as a filament or a plasma introduced into the cavity.

Entre les deux parties distinctes de la pièce règne un champ magnétique

Figure imgb0001
perpendiculaire au plan médian.Between the two distinct parts of the coin there is a magnetic field
Figure imgb0001
perpendicular to the median plane.

Les électrons présents dans la cavité, sous l'effet du champ magnétique

Figure imgb0002
sont entraînés en rotation suivant une trajectoire circulaire 9 de rayon R dans un plan perpendiculaire à la direction du champ magnétique. Ce rayon R est fonction de la vitesse v des électrons et de l'intensité de l'induc­ tion magnétique B, selon l'égalité R = mv/(eB) où e représente la charge des électrons et m leur masse.The electrons present in the cavity, under the effect of the magnetic field
Figure imgb0002
are rotated along a circular path 9 of radius R in a plane perpendicular to the direction of the magnetic field. This radius R is a function of the speed v of the electrons and the intensity of the induc magnetic tion B, according to equality R = mv / (eB) where e represents the charge of the electrons and m their mass.

Pour accélérer les électrons qui ont initialement une vitesse faible, on fait croître l'intensité de l'induction magnétique. En effet, lorsque l'induction magnétique B augmente, le rayon R de la trajectoire reste fixe, et la vitesse v des électrons augmente(v(t) =

Figure imgb0003
B(t)).To accelerate the electrons which initially have a low speed, the intensity of the magnetic induction is increased. Indeed, when the magnetic induction B increases, the radius R of the trajectory remains fixed, and the speed v of the electrons increases (v (t) =
Figure imgb0003
B (t)).

L'augmentation de l'induction magnétique dépend de la tension appliquée aux bornes du solénoïde 5. Plus cette tension est élevée, plus le champ induit est grand.The increase in magnetic induction depends on the voltage applied to the terminals of the solenoid 5. The higher this voltage, the larger the induced field.

Les électrons accélérés dans un bêtatron sont notamment utilisés pour l'étude de la matière.The electrons accelerated in a betatron are notably used for the study of matter.

Pour focaliser le faisceau d'électrons, un bobinage toroïdal aux bornes duquel une tension est appliquée, peut être introduit dans la cavité de façon à ce que le faisceau d'électrons traverse ce bobinage. Ce type de bêtatron est généralement appelé "bêtatron modifié" ; il est décrit par exemple par N Rostoker de l'Université de Californie dans la publication "Comments plasma physics", 1980, vol. 6, no 2, p.91-100.To focus the electron beam, a toroidal coil at the terminals of which a voltage is applied, can be introduced into the cavity so that the electron beam crosses this coil. This type of betatron is generally called "modified betatron"; it is described for example by N Rostoker of the University of California in the publication "Comments plasma physics", 1980, vol. 6, No. 2, p.91-100.

Du fait de la présence du champ magnétique, le faisceau d'électrons accéléré ne peut être facile­ment extrait du bêtatron afin d'être utilisé pour produire un rayonnement d'irradiation par interaction de ces électrons avec une cible.Due to the presence of the magnetic field, the accelerated electron beam cannot be easily extracted from the betatron in order to be used to produce irradiation radiation by interaction of these electrons with a target.

Aussi, de façon connue, on introduit directe­ment une cible dans la cavité contenant les électrons afin de produire un rayonnement de freinage dans le bêtatron ; le rayonnement de freinage étant insen­sible au champ magnétique induit dans la cavité, celui-ci peut donc s'échapper du bêtatron et être utilisé.Also, in known manner, a target is directly introduced into the cavity containing the electrons in order to produce braking radiation in the betatron; the braking radiation being insensitive to the magnetic field induced in the cavity, it can therefore escape from the betatron and be used.

La figure 2 représente schématiquement l'interaction d'électrons avec une cible placée sur la trajectoire circulaire de ces électrons.FIG. 2 schematically represents the interaction of electrons with a target placed on the circular trajectory of these electrons.

Ainsi, sur cette figure est représentée la trajectoire circulaire 10 d'électrons

Figure imgb0004
entraînés en rotation par un champ magnétique B perpendiculaire au plan de cette trajectoire. Une cible 11 est placée sur la trajectoire des électrons pour interagir avec eux.Thus, in this figure is represented the circular trajectory 10 of electrons
Figure imgb0004
driven in rotation by a magnetic field B perpendicular to the plane of this trajectory. A target 11 is placed on the path of the electrons to interact with them.

L'interaction électrons-cible provoque l'émission d'un rayonnement de freinage 12, pratique­ment tangent à la trajectoire circulaire des électrons. Le rayonnement de freinage est insensible à la présence du champ magnétique, il n'est donc pas entraîné sur une trajectoire circulaire.The electron-target interaction causes the emission of braking radiation 12, practically tangent to the circular path of the electrons. Braking radiation is insensitive to the presence of the magnetic field, so it is not entrained on a circular path.

Un dispositif utilisant une cible placée sur la trajectoire circulaire d'électrons accélérés pour produire un rayonnement de freinage est par exemple décrit dans le brevet US-A-2 335 014.A device using a target placed on the circular trajectory of accelerated electrons to produce braking radiation is for example described in patent US-A-2,335,014.

Dans un dispositif de ce type, la cible utilisée, en rotation dans un plan perpendiculaire à celui de la trajectoire des électrons, est disposée entièrement à l'intérieur de la cavité contenant les électrons accélérés. De ce fait, la cible présente une faible longueur. Cette longueur est en particulier inférieure au diamètre de la trajectoire des électrons.In a device of this type, the target used, rotating in a plane perpendicular to that of the trajectory of the electrons, is disposed entirely inside the cavity containing the accelerated electrons. Therefore, the target has a short length. This length is in particular less than the diameter of the trajectory of the electrons.

Une cible de ce type ne permet pas de produire un rayonnement de forte puissance, autrement dit de l'ordre de quelques kW, tels que ceux utilisés en particulier dans le domaine de l'irradiation indus­trielle.A target of this type does not produce high power radiation, in other words of the order of a few kW, such as those used in particular in the field of industrial irradiation.

La présente invention a justement pour objet un dispositif de production d'un rayonnement de freinage à partir d'électrons accélérés, permettant de remédier à cet inconvénient et en particulier permettant de produire un rayonnement de freinage de plusieurs kW.The subject of the present invention is precisely a device for producing braking radiation from accelerated electrons, allowing to remedy this drawback and in particular to produce braking radiation of several kW.

De façon plus précise, l'invention a pour objet un dispositif de production d'un rayonnement de freinage comportant dans une pièce ferromagné­tique une cavité circulaire contenant des électrons entraînés en rotation sur une trajectoire circulaire sous l'action d'un champ magnétique induit par la pièce ferromagnétique et par des moyens d'induction d'un champ magnétique, caractérisé en ce qu'il comprend en outre :
    - une cible circulaire située en partie à l'extérieur de la cavité, en rotation dans un plan perpendiculaire à celui de la trajectoire des élec­trons, l'extrémité de la cible traversant périodique­ment ladite trajectoire pour interagir périodiquement avec les électrons sur leur trajectoire circulaire afin de produire un rayonnement de freinage, et
    - des moyens pour faire varier le champ magnétique dans la cavité, cesdits moyens étant syn­chronisés sur la période d'interaction de la cible avec les électrons et étant reliés aux moyens d'induc­tion magnétique.More specifically, the invention relates to a device for producing braking radiation comprising in a ferromagnetic part a circular cavity containing electrons driven in rotation on a circular path under the action of a magnetic field induced by the ferromagnetic part and by means of induction of a magnetic field, characterized in that it further comprises:
- a circular target located partly outside the cavity, rotating in a plane perpendicular to that of the path of the electrons, the end of the target periodically crossing said path to interact periodically with the electrons on their circular path in order to produce braking radiation, and
- Means for varying the magnetic field in the cavity, these means being synchronized over the period of interaction of the target with the electrons and being connected to the magnetic induction means.

Les moyens pour faire varier le champ magné­tique dans la cavité permettent de faire varier ce champ de façon à ce que les électrons présents dans la cavité soient périodiquement accélérés en synchroni­sation avec l'interaction cible-électrons. Le rayon­nement de freinage obtenu est, de ce fait, pratiquement continu.The means for varying the magnetic field in the cavity allow this field to be varied so that the electrons present in the cavity are periodically accelerated in synchronization with the target-electron interaction. The braking radiation obtained is therefore practically continuous.

Par ailleurs, la cible circulaire étant située en partie à l'extérieur de la cavité, les dimensions de la cavité ne limitent pas celles de la cible. Aussi, de façon avantageuse, la cible pré­ sente un grand diamètre, en particulier pour produire un rayonnement de freinage de forte puissance.Furthermore, the circular target being located partly outside the cavity, the dimensions of the cavity do not limit those of the target. Also, advantageously, the target pre has a large diameter, in particular to produce high-power braking radiation.

En effet, étant donné que l'énergie d'un faisceau d'électrons qui interagit avec une cible est transformée environ pour 15 % en énergie de rayon­nement et pour le reste en chaleur, le dispositif de l'invention comprend de préférence des moyens pour refroidir la cible ; ces moyens sont d'autant plus nécessaires que le faisceau d'électrons présente une forte puissance, et plus la surface de la cible est grande, meilleur est le refroidissement obtenu. Il est donc avantageux d'utiliser une cible de grand diamètre, notamment pour produire un rayonnement de forte puissance.In fact, since the energy of an electron beam which interacts with a target is transformed approximately for 15% into radiation energy and for the rest into heat, the device of the invention preferably comprises means for cool the target; these means are all the more necessary as the electron beam has a high power, and the larger the surface of the target, the better the cooling obtained. It is therefore advantageous to use a large diameter target, in particular for producing high power radiation.

Par ailleurs, pour obtenir un rayonnement de forte puissance, le faisceau d'électrons doit être également de forte puissance. Or, la puissance moyenne du faisceau d'électrons est égale à l'énergie du faisceau au cours d'une accélération multipliée par la fréquence des accélérations, cette fréquence correspondant à la fréquence de l'interaction cible-électrons. Aussi, pour avoir une grande fréquence d'interactions afin d'obtenir un faisceau d'électrons de forte puissance, la vitesse tangentielle V de la cible doit être importante ; cette vitesse V est fonction du rayon r de la cible et de l'accélération normale A de la cible selon l'égalité A=

Figure imgb0005
. Etant donné que l'accélération A de la cible est limitée par la tenue mécanique du matériau formant la cible, en particulier à sa périphérie, pour avoir une grande vitesse tangentielle de rotation de la cible, on utilise une cible de grand diamètre. Pour une accélé­ration A donnée, plus la cible présente un grand diamètre, plus la vitesse tangentielle de la cible est donc importante.Furthermore, to obtain high power radiation, the electron beam must also be high power. However, the average power of the electron beam is equal to the energy of the beam during an acceleration multiplied by the frequency of the accelerations, this frequency corresponding to the frequency of the target-electron interaction. Also, to have a high frequency of interactions in order to obtain a high power electron beam, the tangential speed V of the target must be important; this speed V is a function of the radius r of the target and the normal acceleration A of the target according to the equality A =
Figure imgb0005
. Since the acceleration A of the target is limited by the mechanical strength of the material forming the target, in particular at its periphery, in order to have a high tangential speed of rotation of the target, a large diameter target is used. For a given acceleration A, the larger the target has a large diameter, the greater the tangential speed of the target.

L'utilisation d'une cible de grand diamètre permet donc, à la fois un bon refroidissement de la cible et une rotation de la cible à une grande vitesse tangentielle. Une cible de grand diamètre est donc utilisée avantageusement pour produire des rayonnements de fortes puissances.The use of a large diameter target therefore allows both a good cooling of the target and a rotation of the target at a high tangential speed. A large diameter target is therefore advantageously used to produce high power radiation.

Selon un mode préféré de réalisation, l'extrémité de la cible est formée de dents réparties régulièrement sur l'ensemble de sa périphérie. Ces dents peuvent être aussi bien contenues dans le plan de la cible que dans un plan perpendiculaire ou incliné par rapport à celui-ci. La forme de la dent est quelconque. En effet, il suffit d'un matériau filiforme pour interagir avec les électrons. Par ailleurs, toute la cible ou seulement les dents de la cible sont réalisées dans un matériau lourd tel que le tantale ou le tungstène.According to a preferred embodiment, the end of the target is formed of teeth distributed regularly over the whole of its periphery. These teeth can be contained both in the plane of the target and in a plane perpendicular to or inclined with respect thereto. The shape of the tooth is arbitrary. In fact, a threadlike material is enough to interact with the electrons. Furthermore, the entire target or only the target teeth are made of a heavy material such as tantalum or tungsten.

Bien entendu, la cible peut également être constituée par un disque comportant des trous réguliè­rement répartis sur sa périphérie.Of course, the target can also be constituted by a disc comprising holes regularly distributed around its periphery.

A titre d'exemple, pour un dispositif con­forme à l'invention comportant une cavité de 50 cm de diamètre à l'intérieur de laquelle l'induction magnétique maximale sur l'orbite des électrons est de 0,14 T et à l'intérieur de l'orbite de 0,28 T, on obtient un rayonnement de freinage de 7,5 kW à partir d'un faisceau d'électrons de fréquence d'accélé­ration 10 kHz et de puissance moyenne 50 kW ; cette fréquence de 10 kHz est obtenue avec une cible de 1 m de diamètre dont l'extrémité est formée de dents de 10 mm de large, distantes les unes des autres de 30 mm, et possédant une vitesse tangentielle de rotation de 400 m/s. La largeur des dents de la cible et la distance entre deux dents sont fonction notamment du diamètre du faisceau d'électrons.By way of example, for a device according to the invention comprising a cavity with a diameter of 50 cm inside which the maximum magnetic induction on the electron orbit is 0.14 T and inside from the orbit of 0.28 T, a braking radiation of 7.5 kW is obtained from an electron beam with an acceleration frequency of 10 kHz and an average power of 50 kW; this frequency of 10 kHz is obtained with a target of 1 m in diameter, the end of which is formed by teeth 10 mm wide, spaced from each other by 30 mm, and having a tangential speed of rotation of 400 m / s . The width of the target teeth and the distance between two teeth depends in particular on the diameter of the electron beam.

Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, le diamètre de la cible est supérieur au diamètre de la trajectoire des électrons.According to a preferred embodiment of the invention, the diameter of the target is greater than the diameter of the trajectory of the electrons.

Suivant la structure de la pièce ferromagné­tique utilisée et le diamètre de la cible, celle-ci peut couper la pièce ferromagnétique et même être en partie à l'extérieur de cette pièce. L'association de moyens de refroidissement à la cible est bien entendu plus aisée, lorsque la cible est située en partie à l'extérieur de la structure magnétique.Depending on the structure of the ferromagnetic part used and the diameter of the target, it can cut the ferromagnetic part and even be partly outside of this part. The association of cooling means with the target is of course easier, when the target is located partly outside the magnetic structure.

De façon avantageuse, les moyens pour faire varier le champ magnétique comprennent :
    - des moyens pour détecter la position de la cible par rapport à la trajectoire circulaire des électrons,
    - des moyens de traitement des signaux produits par les moyens de détection, ces moyens de traitement étant reliés d'une part aux moyens de détection et d'autre part aux moyens d'induction magnétique.Advantageously, the means for varying the magnetic field include:
means for detecting the position of the target relative to the circular path of the electrons,
means for processing the signals produced by the detection means, these processing means being connected on the one hand to the detection means and on the other hand to the magnetic induction means.

Selon un mode de réalisation des moyens de détection, ils comprennent une source lumineuse et un détecteur photoélectrique disposés de part et d'autre du plan formé par la cible et en regard de l'extrémité de celle-ci, ledit détecteur étant relié aux moyens de traitement. La source lumineuse est par exemple une diode et le détecteur photoélec­trique, un phototransistor.According to one embodiment of the detection means, they comprise a light source and a photoelectric detector arranged on either side of the plane formed by the target and facing the end of the latter, said detector being connected to the means treatment. The light source is for example a diode and the photoelectric detector, a phototransistor.

Selon une variante du mode de réalisation des moyens de détection, ils comprennent un matériau ferromagnétique tel que du fer déposé à l'extrémité de la cible et un circuit magnétique fixe disposé en regard de l'extrémité de la cible, ledit circuit magnétique étant relié aux moyens de traitement. Ce circuit magnétique comprend de façon avantageuse un aimant en forme de "U" et un solénoïde autour d'une branche en U dudit aimant, le solénoïde étant relié aux moyens de traitement.According to a variant of the embodiment of the detection means, they comprise a ferromagnetic material such as iron deposited at the end of the target and a fixed magnetic circuit disposed opposite the end of the target, said magnetic circuit being connected the means of treatment. This magnetic circuit advantageously comprises a "U" shaped magnet and a solenoid around a U-shaped branch of said magnet, the solenoid being connected to the processing means.

De préférence, les moyens de traitement comprennent :
    - des moyens pour générer des séquences successives de signaux parallèles à partir des signaux issus des moyens de détection
,     - des moyens pour alimenter les moyens d'induction magnétique à partir des signaux parallèles, lesdits moyens d'alimentation étant reliés d'une part aux moyens pour générer des signaux parallèles et d'autre part aux moyens d'induction magnétique.Preferably, the processing means include:
- Means for generating successive sequences of parallel signals from the signals from the detection means
, - means for supplying the magnetic induction means from the parallel signals, said supply means being connected on the one hand to the means for generating parallel signals and on the other hand to the magnetic induction means.

Selon un mode de réalisation, les moyens d'induction magnétique comprenant au moins un solénoïde enroulé sur une partie de la pièce ferromagnétique, les moyens d'alimentation comprennent quatre transis­tors reliés respectivement aux moyens pour générer des signaux parallèles, un premier et un deuxième transistors étant par ailleurs reliés entre eux et à une borne du solénoïde et un troisième et un qua­trième transistors étant reliés entre eux et à l'autre borne du solénoïde, les premier et troisième transis­tors étant reliés en outre à une source d'alimentation en tension continue et les deuxième et quatrième transistors à une masse.According to one embodiment, the magnetic induction means comprising at least one solenoid wound on a part of the ferromagnetic part, the supply means comprise four transistors connected respectively to the means for generating parallel signals, a first and a second transistors being further connected to each other and to one terminal of the solenoid and a third and a fourth transistors being connected to each other and to the other terminal of the solenoid, the first and third transistors being further connected to a DC power supply source and the second and fourth grounded transistors.

Selon une variante, les moyens d'induction magnétique comportant au moins deux solénoïdes enroulés de façon distincte sur une partie de la pièce ferroma­gnétique, les moyens d'alimentation comprennent une première source d'alimentation en tension continue alimentant le premier solénoïde, une deuxième source d'alimentation en tension continue reliée au point milieu du deuxième solénoïde et deux ensembles d'au moins un transistor reliés respectivement aux moyens pour générer des signaux parallèles à une borne dis­tincte du deuxième solénoïde et à une masse.According to a variant, the magnetic induction means comprising at least two solenoids wound separately on a part of the ferromagnetic part, the supply means comprise a first source of DC voltage supply supplying the first solenoid, a second source DC voltage supply connected to the midpoint of the second solenoid and two sets of at least one transistor respectively connected to the means to generate signals parallel to a terminal separate from the second solenoid and to ground.

L'invention a aussi pour objet un procédé de production d'un rayonnement de freinage par inter­action d'électrons avec une cible d'un dispositif tel que celui décrit précédemment ; ce procédé est caractérisé en ce qu'on induit périodiquement dans la cavité un champ magnétique constant au moins pendant l'interaction entre les électrons et la cible, décrois­sant après l'interaction puis croissant avant l'inter­action.The invention also relates to a method of producing braking radiation by interaction of electrons with a target of a device such as that described above; this process is characterized in that periodically induces in the cavity a constant magnetic field at least during the interaction between the electrons and the target, decreasing after the interaction then increasing before the interaction.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre donnée à titre purement illustratif et non limitatif. La description est faite en référence aux figures annexées dans lesquelles :

  • - la figure 1 déjà décrite représente schéma­tiquement en coupe, la structure d'un accélérateur d'électrons classique ;
  • - la figure 2 déjà décrite représente schéma­tiquement l'interaction d'électrons avec une cible placée sur la trajectoire circulaire de ces électrons ;
  • - la figure 3 représente schématiquement un exemple de réalisation d'un dispositif conforme à l'invention ;
  • - la figure 4 représente schématiquement, un exemple de moyens pour refroidir la cible ;
  • - la figure 5 représente schématiquement un exemple de réalisation de moyens pour faire varier le champ magnétique, comportant des moyens de détection optoélectronique ;
  • - la figure 6 représente schématiquement un autre exemple de réalisation de moyens pour faire varier le champ magnétique, comportant des moyens de détection magnétique ;
  • - la figure 7 représente schématiquement un exemple de réalisation de moyens d'induction magné­tique associés à des moyens d'alimentation ;
  • - la figure 8 représente les principaux chronogrammes des moyens représentés figure 7 ;
  • -la figure 9 représente schématiquement un autre exemple de réalisation de moyens d'induction magnétique associés à des moyens d'alimentation ;
  • -la figure 10 représente les principaux chronogrammes des moyens représentés figure 9.
Other characteristics and advantages of the invention will emerge more clearly from the description which follows, given purely by way of nonlimiting illustration. The description is made with reference to the appended figures in which:
  • - Figure 1 already described schematically shows in section, the structure of a conventional electron accelerator;
  • - Figure 2 already described schematically shows the interaction of electrons with a target placed on the circular path of these electrons;
  • - Figure 3 schematically shows an embodiment of a device according to the invention;
  • - Figure 4 shows schematically an example of means for cooling the target;
  • - Figure 5 schematically shows an exemplary embodiment of means for varying the magnetic field, comprising optoelectronic detection means;
  • - Figure 6 schematically shows another embodiment of means for varying the magnetic field, comprising magnetic detection means;
  • - Figure 7 schematically shows an exemplary embodiment of magnetic induction means associated with supply means;
  • - Figure 8 shows the main timing diagrams of the means shown in Figure 7;
  • FIG. 9 schematically represents another embodiment of magnetic induction means associated with supply means;
  • FIG. 10 represents the main timing diagrams of the means represented in FIG. 9.

La figure 3 représente schématiquement un dispositif conforme à l'invention.FIG. 3 schematically represents a device according to the invention.

Ce dispositif comprend une pièce ferromagné­tique 20 constituée de huit éléments distincts 21 combinés les uns avec les autres de façon à former une croix, chaque branche de la croix étant formée par deux de ces éléments.This device comprises a ferromagnetic part 20 consisting of eight distinct elements 21 combined with each other so as to form a cross, each branch of the cross being formed by two of these elements.

Au centre de la pièce ferromagnétique 20 et dans le plan de la croix est située une cavité circulaire 25, d'extrémité 26 globalement conique. Cette cavité n'est pas fermée, elle comporte des ouvertures 28 sur les cotés latéraux des branches de la croix. Des moyens d'induction d'un champ magné­tique tels que des solénoïdes 47 sont enroulés sur une partie des éléments 21 en regard de la cavité.In the center of the ferromagnetic part 20 and in the plane of the cross is located a circular cavity 25, end 26 generally conical. This cavity is not closed, it has openings 28 on the lateral sides of the branches of the cross. Means for induction of a magnetic field such as solenoids 47 are wound on a part of the elements 21 facing the cavity.

Lorsqu'un champ magnétique est induit dans la cavité par la pièce ferromagnétique et par les solénoïdes 47, suivant une direction perpendiculaire au plan de la croix, les électrons présents dans la cavité sont entraînés en rotation sur une trajec­toire circulaire 24 située dans un plan perpendiculaire à la direction du champ magnétique.When a magnetic field is induced in the cavity by the ferromagnetic part and by the solenoids 47, in a direction perpendicular to the plane of the cross, the electrons present in the cavity are driven in rotation on a circular path 24 located in a perpendicular plane to the direction of the magnetic field.

Ce dispositif comprend en outre une cible circulaire 23 réalisée par exemple en tantale ou en tungstène et située entre deux éléments d'une branche de la croix, grâce à un léger décrochement réalisé dans ces éléments pour recevoir la cible. Cette cible est mue en rotation dans un plan perpendi­culaire à celui de la trajectoire 24 des électrons.This device also comprises a circular target 23 made for example of tantalum or tungsten and located between two elements of a branch of the cross, thanks to a slight setback made in these elements to receive the target. This target is rotated in a plane perpendicular to that of the trajectory 24 of the electrons.

Cette cible comporte à son extrémité des dents 27 réparties régulièrement à la périphérie de la cible. Ces dents traversent périodiquement la trajectoire des électrons et interagissent donc périodiquement avec les électrons. L'interaction électrons-cible provoque comme on l'a vu précédemment l'émission d'un rayonnement de freinage (non représenté sur cette figure) qui s'échappe tangentiellement à la trajectoire 24 par les ouvertures 28 de la cavité.This target has at its end teeth 27 regularly distributed around the periphery of the target. These teeth periodically cross the path of the electrons and therefore interact periodically with the electrons. The electron-target interaction causes, as previously seen, the emission of braking radiation (not shown in this figure) which escapes tangentially to the path 24 through the openings 28 of the cavity.

L'ensemble formé par la pièce ferromagnétique 20 et la cible 23 représenté sur cette figure est placé dans une enceinte sous vide (non représentée), pour ne pas perturber le mouvement des électrons et l'interaction électrons-cible.The assembly formed by the ferromagnetic part 20 and the target 23 shown in this figure is placed in a vacuum enclosure (not shown), so as not to disturb the movement of the electrons and the electron-target interaction.

A titre d'exemple, la pièce ferromagnétique utilisée peut présenter une hauteur de 40 cm et une longueur de 76 cm. Par ailleurs, la cavité circulaire et la cible ont par exemple respectivement un diamètre de 50 cm et de 1 m.For example, the ferromagnetic part used can have a height of 40 cm and a length of 76 cm. Furthermore, the circular cavity and the target have for example a diameter of 50 cm and 1 m respectively.

Aussi, dans ce cas, comme représenté figure 3, la cible coupe la pièce ferromagnétique et toute une partie de la cible est à l'extérieur de la pièce ferromagnétique et donc de la structure magnétique.Also, in this case, as shown in FIG. 3, the target cuts the ferromagnetic part and a whole part of the target is outside the ferromagnetic part and therefore of the magnetic structure.

La pièce ferromagnétique 20 représentée figure 3 a la forme d'une croix mais elle peut être de forme quelconque. Par ailleurs, l'extrémité de la cavité est de forme conique pour des raisons de dissipation d'énergie mais n'importe quelle forme divergente peut être utilisée.The ferromagnetic part 20 shown in Figure 3 has the shape of a cross but it can be of any shape. Furthermore, the end of the cavity is conical in shape for reasons of energy dissipation, but any divergent shape can be used.

Comme dans le cas des bêtatrons appelés bêtatrons modifiés, une bobine toroïdale (non repré­ sentée)peut être disposée dans la cavité 25, de manière à ce que la trajectoire circulaire 24 des électrons traverse cette bobine ; comme on l'a vu précédemment, cette bobine aux bornes de laquelle une tension est appliquée permet de focaliser le faisceau d'électrons.As in the case of betatrons called modified betatrons, a toroidal coil (not shown felt) can be arranged in the cavity 25, so that the circular path 24 of the electrons crosses this coil; as we have seen previously, this coil at the terminals of which a voltage is applied makes it possible to focus the electron beam.

La vitesse des électrons sur la trajectoire 24 dépend du champ magnétique induit dans la cavité. Selon l'invention, on fait varier le champ magnétique dans la cavité de façon à ce qu'il augmente avant chaque interaction des électrons avec une dent 27 de la cible 23. Au cours de chaque interaction, ce champ magnétique doit être constant, les électrons étant arrêtés par la cible. Et enfin, après chaque interaction, on fait décroître le champ magnétique pour éliminer toute induction magnétique dans la cavité, afin de permettre une nouvelle augmentation du champ magnétique et donc une nouvelle interaction électrons-cible. Cette décroissance du champ peut avoir lieu aussi bien à la fin du passage d'une dent dans la trajectoire 24 qu'au début de la traversée de la trajectoire par l'espace situé entre deux dents.The speed of the electrons on the path 24 depends on the magnetic field induced in the cavity. According to the invention, the magnetic field in the cavity is varied so that it increases before each interaction of the electrons with a tooth 27 of the target 23. During each interaction, this magnetic field must be constant, the electrons being stopped by the target. And finally, after each interaction, the magnetic field is made to decrease to eliminate any magnetic induction in the cavity, in order to allow a further increase in the magnetic field and therefore a new electron-target interaction. This decrease in the field can take place both at the end of the passage of a tooth in the path 24 and at the start of the crossing of the path through the space between two teeth.

Pour faire varier la valeur du champ magné­tique, notée Bm(t), induit dans la cavité, on fait varier la tension appliquée aux bornes des solénoïdes 47.To vary the value of the magnetic field, denoted B m (t), induced in the cavity, the voltage applied to the terminals of the solenoids 47 is varied.

Pour obtenir des séquences continues où le champ Bm(t) est successivement croissant, constant et décroissant, en accord avec la position des dents 27 de la cible sur la trajectoire 24 des électrons, on utilise des moyens de détection de la position des dents et des moyens de traitement reliés aux moyens de détection et aux solénoïdes 47.To obtain continuous sequences where the field B m (t) is successively increasing, constant and decreasing, in accordance with the position of the teeth 27 of the target on the electron trajectory 24, means for detecting the position of the teeth are used. and processing means connected to the detection means and to the solenoids 47.

De façon avantageuse, le dispositif de l'invention comprend comme on l'a vu précédemment, des moyens pour refroidir la cible.Advantageously, the device of the invention comprises, as we have seen previously, means for cooling the target.

La figure 4 représente schématiquement en coupe, un exemple de réalisation de moyens pour refroidir la cible 23.FIG. 4 schematically shows in section, an exemplary embodiment of means for cooling the target 23.

Dans cet exemple, la cible 23 est creuse et les moyens de refroidissement comprennent un disque 23a situé à l'intérieur et au centre de la cible 23, une canalisation d'arrivée 23b d'un liquide de refroidissement 22 et une canalisation de sortie 23c du liquide de refroidissement ménagées à l'intérieur de l'axe de la cible, de part et d'autre de celle-ci ; le disque 23a est fixé sur l'axe de la cible.In this example, the target 23 is hollow and the cooling means comprise a disc 23a located inside and in the center of the target 23, an inlet pipe 23b of a coolant 22 and an outlet pipe 23c coolant formed inside the axis of the target, on either side thereof; the disc 23a is fixed on the axis of the target.

Lorsque le liquide de refroidissement venant de la canalisation 23b pénètre dans la cible 23, il se répand à l'intérieur de celle-ci entre la paroi 23x de la cible la plus près de la canalisation 23b et le disque 23a, il passe ensuite de l'autre côté du disque 23a et se répand entre l'autre face du disque et la paroi 23z de la cible la plus près de la canalisation 23c. Le liquide ressort alors par la canalisation 23c après s'être réchauffé sur les parois de la cible.When the coolant coming from the line 23b enters the target 23, it spreads inside the latter between the wall 23x of the target closest to the line 23b and the disc 23a, it then passes from the other side of the disc 23a and spreads between the other face of the disc and the wall 23z of the target closest to the pipe 23c. The liquid then leaves through the line 23c after having heated up on the walls of the target.

De préférence, la paroi référencée 23x correspond à la paroi qui interagit avec les électrons.Preferably, the wall referenced 23x corresponds to the wall which interacts with the electrons.

Bien entendu, le dispositif de l'invention peut comporter d'autres moyens pour refroidir la cible, tels que par exemple ceux décrits dans le brevet US-A-4-165-472.Of course, the device of the invention can include other means for cooling the target, such as for example those described in US-A-4-165-472.

La figure 5 représente un exemple de réali­sation de moyens de détection associés à des moyens de traitement.FIG. 5 represents an exemplary embodiment of detection means associated with processing means.

Ces moyens de détection comprennent une source lumineuse 35 telle qu'une diode et un détecteur photélectrique 37 tel qu'un phototransistor. La source 35 et le détecteur 37 sont placés de part et d'autre de la cible 23, en regard de l'extrémité de la cible.These detection means comprise a light source 35 such as a diode and a photelectric detector 37 such as a phototransistor. The source 35 and the detector 37 are placed on either side of the target 23, opposite the end of the target.

Par ailleurs, le détecteur 37 est relié aux moyens de traitement 40 eux-mêmes reliés à des moyens 47 d'induction magnétique tels que des solé­noïdes.Furthermore, the detector 37 is connected to the processing means 40 which are themselves connected to magnetic induction means 47 such as solenoids.

Ces moyens de traitement 40 comprennent des moyens 41 pour générer des séquences successives de signaux séquentiels parallèles à partir des signaux issus du détecteur 37. Ces moyens 40 comprennent également des moyens 45 pour alimenter les moyens 47 en fonction des signaux parallèles, issus des moyens 41, généralement amplifiés par des amplifi­cateurs 43.These processing means 40 comprise means 41 for generating successive sequences of parallel sequential signals from the signals coming from the detector 37. These means 40 also include means 45 for supplying the means 47 as a function of the parallel signals coming from the means 41 , usually amplified by amplifiers 43.

Les signaux générés par le détecteur 37 sont constitués d'une suite d'impulsions périodiques ; chaque front de montée d'une impulsion correspond au passage de la lumière de la source 35 au détecteur et chaque front de descente correspond à l'arrêt de la lumière par une dent 27 de la cible.The signals generated by the detector 37 consist of a series of periodic pulses; each rising edge of a pulse corresponds to the passage of light from the source 35 to the detector and each falling edge corresponds to the stop of the light by a tooth 27 of the target.

Les moyens 41 sont constitués par tous moyens connus tels qu'un séquenceur permettant de déclencher des séquences de signaux séquentiels paral­lèles sur un front de montée ou de descente des signaux générés par le détecteur. Si les moyens de détection 35, 37 sont placés en regard des dents de la cible à chaque interaction électrons-cible, les moyens 41 devront déclencher sur un front de descente. Par contre, si les moyens 35, 37 sont placés en regard de l'espace situé entre deux dents de la cible à chaque interaction, les moyens 41 devront déclencher sur un front de montée.The means 41 are constituted by any known means such as a sequencer making it possible to trigger sequences of parallel sequential signals on a rising or falling edge of the signals generated by the detector. If the detection means 35, 37 are placed opposite the teeth of the target at each electron-target interaction, the means 41 must trigger on a falling edge. On the other hand, if the means 35, 37 are placed opposite the space situated between two teeth of the target at each interaction, the means 41 must trigger on a rising edge.

Des exemples de moyens 45 pour alimenter des moyens 47 d'induction magnétique et des exemples de signaux parallèles appliqués à ces moyens 45 seront décrits en référence aux figures 7, 8, 9 et 10.Examples of means 45 for supplying magnetic induction means 47 and examples of parallel signals applied to these means 45 will be described with reference to FIGS. 7, 8, 9 and 10.

La figure 6 représente un autre exemple de réalisation de moyens de détection. Ces moyens de détection sont reliés également aux moyens de traitement 40, eux-mêmes connectés aux moyens 47 d'induction magnétique.FIG. 6 represents another exemplary embodiment of detection means. These detection means are also connected to the processing means 40, themselves connected to the magnetic induction means 47.

Ces moyens de détection comprennent un matériau ferromagnétique 51 tel que du fer disposé à l'extrémité de chaque dent 27 de la cible 23 et un circuit magnétique en regard de l'extrémité de la cible. Ce circuit magnétique comporte par exemple un aimant 53 en forme de "U" sur une branche duquel est enroulé un solénoïde 55. Les bornes du solénoïde sont reliées respectivement aux moyens de traitement 40 et à une masse. Le circuit magnétique 53, 55 et le matériau ferromagnétique 51 peuvent être aussi bien dans le plan de la cible que dans un plan quel­conque du moment que lorsqu'une dent de la cible passe au voisinage du circuit magnétique, le matériau 51 et l'aimant 53 forment un circuit magnétique fermé.These detection means comprise a ferromagnetic material 51 such as iron placed at the end of each tooth 27 of the target 23 and a magnetic circuit opposite the end of the target. This magnetic circuit comprises for example a magnet 53 in the shape of a "U" on a branch of which a solenoid 55 is wound. The terminals of the solenoid are respectively connected to the processing means 40 and to a ground. The magnetic circuit 53, 55 and the ferromagnetic material 51 can be as well in the plane of the target as in any plane as long as when a tooth of the target passes in the vicinity of the magnetic circuit, the material 51 and the magnet 53 form a closed magnetic circuit.

Ainsi, lors de la rotation de la cible, la réluctance du circuit magnétique est plus ou moins importante suivant que le matériau 51 déposé sur les dents ferme plus ou moins le circuit. La tension résultante aux bornes du solénoïde 55 comporte donc des fronts successifs de montée et de descente, un front de montée correspondant au passage d'une dent devant l'aimant 53 et un front de descente corres­pondant à un espace entre deux dents passant devant cet aimant 53.Thus, during the rotation of the target, the reluctance of the magnetic circuit is more or less important depending on whether the material 51 deposited on the teeth more or less closes the circuit. The resulting voltage at the terminals of the solenoid 55 therefore comprises successive rising and falling edges, a rising front corresponding to the passage of a tooth in front of the magnet 53 and a falling front corresponding to a space between two teeth passing in front of this magnet 53.

Comme précédemment, le séquenceur des moyens 40 devra déclencher chaque séquence de signaux paral­lèles soit sur un front de montée soit sur un front de descente, suivant que ces fronts correspondent ou non au passage d'une dent dans la trajectoire 24 des électrons.As before, the sequencer of the means 40 will have to trigger each sequence of parallel signals either on a rising edge or on a falling edge, depending on whether these edges correspond or not to the passage of a tooth in the trajectory 24 of the electrons.

La figure 7 représente un exemple de réali­sation de moyens 45 d'alimentation de moyens 47 d'in­duction magnétique.FIG. 7 represents an exemplary embodiment of means 45 for supplying means 47 for magnetic induction.

Sur cette figure, est représentée en coupe la pièce ferromagnétique 20 à l'intérieur de laquelle se trouve la cavité circulaire 25. A l'extrémité de la pièce ferromagnétique en regard de la cavité sont enroulés deux solénoïdes distincts S₁ et S₂. Ces solénoïdes forment les moyens 47 d'induction magnétique. Les bornes du solénoïde S₁ sont reliées respectivement à une source de tension continue 61 et à une masse. Les bornes du solénoïde S₂ sont reliées respectivement à des transistors T₁₁, T₁₂ et le point milieu de ce solénoïde à une source d'alimentation en tension continue 63.In this figure, is shown in section the ferromagnetic part 20 inside which is the circular cavity 25. At the end of the ferromagnetic part facing the cavity are wound two separate solenoids S₁ and S₂. These solenoids form the magnetic induction means 47. The terminals of the solenoid S₁ are connected respectively to a DC voltage source 61 and to a ground. The terminals of the solenoid S₂ are respectively connected to transistors T₁₁, T₁₂ and the midpoint of this solenoid to a DC voltage supply source 63.

Dans cet exemple de réalisation, le champ magnétique Bm(t) est la superposition de deux champs magnétiques Bs1 et Bs2 (t).In this exemplary embodiment, the magnetic field B m (t) is the superposition of two magnetic fields B s1 and B s2 (t).

Le premier champ Bs1 est constant, il est induit par la pièce ferromagnétique et par le solénoïde S₁ alimenté par une tension continue à travers une inductance 65 de façon à ce que le champ Bs1 est la valeur B₀. Cette tension continue est générée par la source de tension 61. Le rôle de l'inductance est d'absorber la tension alternative induite par les variations du champ Bm(t) aux bornes de S₁. D'autre part un condensateur 67 relié d'une part entre la source de tension 61 et l'inductance 65 et d'autre part à une masse permet de protéger la source de tension 61.The first field B s1 is constant, it is induced by the ferromagnetic part and by the solenoid S₁ supplied by a DC voltage through an inductor 65 so that the field B s1 is the value B₀. This direct voltage is generated by the voltage source 61. The role of the inductance is to absorb the alternating voltage induced by the variations of the field B m (t) at the terminals of S₁. On the other hand, a capacitor 67 connected on the one hand between the voltage source 61 and the inductor 65 and on the other hand to a ground makes it possible to protect the voltage source 61.

Le deuxième champ BS2(t) est variable, il est induit par la pièce ferromagnétique et par le solénoïde S₂ dont le point milieu est alimenté par une tension continue V₁ par la source de tension 63 et dont les bornes vont respectivement aux collec­ teurs des transistors T₁₁ et T₁₂. D'autre part, les émetteurs des transistors T₁₁ et T₁₂ sont reliés à une masse et les bases de ces transistors sont reliées respectivement à un séquenceur 41 du type de celui décrit précédemment, délivrant des signaux séquentiels parallèles synchronisés sur la position de la cible tournante 23.The second field B S2 (t) is variable, it is induced by the ferromagnetic part and by the solenoid S₂ whose midpoint is supplied by a DC voltage V₁ by the voltage source 63 and whose terminals go respectively to the collec tors of the transistors T₁₁ and T₁₂. On the other hand, the emitters of the transistors T₁₁ and T₁₂ are connected to a ground and the bases of these transistors are respectively connected to a sequencer 41 of the type described above, delivering sequential parallel signals synchronized with the position of the rotating target 23.

Pour un circuit d'alimentation tel que celui représenté figure 7, le séquenceur délivre deux signaux parallèles VT11 et VT12 qui attaquent les bases respectivement des transistors T₁₁ et T₁₂. De tels signaux sont représentés sur la figure 8 (c, d). Le transistor T₁₁ respectivement T₁₂ est à l'état passant lorsque le signal VT11 respectivement VT12 est non nul. La tension VS2 résultant aux bornes du solénoïde S₂ est représentée en e, figure 8. Cette tension VS2 fluctue autour de la tension V₁ : VS2 est inférieur à V₁ lorsque VT11 est non nul, VS2 est supérieur à V₁ lorsque VT12 est non nul, et VS2 est égal à V₁ lorsque VT11 et VT12 sont nuls. La valeur de la tension V₁ est choisie de façon à ce que le champ magnétique BS₂(t) induit par la pièce ferromagnétique et par le solénoïde S₂ (figure 8, b) varie dans le temps entre la valeur -Bo et une valeur nulle.For a supply circuit such as that shown in FIG. 7, the sequencer delivers two parallel signals V T11 and V T12 which drive the bases of the transistors T₁₁ and T₁₂ respectively. Such signals are shown in Figure 8 (c, d). The transistor T₁₁ respectively T₁₂ is in the on state when the signal V T11 respectively V T12 is non-zero. The voltage V S2 resulting at the terminals of the solenoid S₂ is represented in e, FIG. 8. This voltage V S2 fluctuates around the voltage V₁: V S2 is less than V₁ when V T11 is non-zero, V S2 is greater than V₁ when V T12 is non-zero, and V S2 is equal to V₁ when V T11 and V T12 are zero. The value of the voltage V₁ is chosen so that the magnetic field BS₂ (t) induced by the ferromagnetic part and by the solenoid S₂ (figure 8, b) varies in time between the value -Bo and a zero value.

Ainsi, le champ BS2(t) croît lorsque la tension VS2 est supérieure à V₁, il est nul lorsque la tension VS2 est égale à V₁ et il décroît lorsque la tension VS2 est inférieure à V₁.Thus, the field B S2 (t) increases when the voltage V S2 is greater than V₁, it is zero when the voltage V S2 is equal to V₁ and it decreases when the voltage V S2 is less than V₁.

Le champ Bm(t) résultant dans la cavité (figure 8, a) est la superposition du champ BS1 et du champ BS2(t) ; il subit les mêmes variations que le champ BS2(t). Dans le cas représenté figures 7 et 8, le champ Bm(t) est positif et le champ Bs(t) est négatif, mais l'inverse est bien entendu possible.The field B m (t) resulting in the cavity (Figure 8, a) is the superposition of the field B S1 and the field B S2 (t); it undergoes the same variations as the field B S2 (t). In the case shown in FIGS. 7 and 8, the field B m (t) is positive and the field B s (t) is negative, but the reverse is of course possible.

Le temps tb pendant lequel le champ Bm(t) est constant correspond au temps maximum pendant lequel les électrons interagissent avec une dent de la cible, le temps tc de décroissance du champ peut avoir lieu assi bien en fin de traversée de la trajectoire par la dent qu'en début de traversée de la trajectoire par un espace entre deux dents. Par contre, le temps ta de croissance du champ a lieu au cours de la traversée de la trajectoire par un espace entre deux dents.The time t b during which the field B m (t) is constant corresponds to the maximum time during which the electrons interact with a tooth of the target, the time t c of decay of the field can take place well at the end of the crossing of the trajectory by the tooth only at the beginning of crossing the trajectory by a space between two teeth. On the other hand, the time t a of growth of the field takes place during the crossing of the trajectory by a space between two teeth.

Pour une cible interagissant toutes les 10⁻⁴ s avec les électrons, la période T de variation du champ Bm(t) est égale à : T = 10⁻⁴ s. Dans ces conditions, on choisit par exemple des temps ta = 25µs, tb = 50µs et tc = 25µs. Entre les temps tc et ta, il peut exister un temps mort.For a target interacting every 10⁻⁴ s with the electrons, the period T of variation of the field B m (t) is equal to: T = 10⁻⁴ s. Under these conditions, we choose for example times t a = 25 µs, t b = 50 µs and t c = 25 µs. Between times t c and t a , there may be a dead time.

La largeur de chaque dent et l'espacement entre deux dents sont calculés en fonction des temps ta, tb et tc nécessaires pour obtenir un rayonnement de freinage pratiquement continu. Pour les temps ta, tb et tc décrits précédemment, la largeur de chaque dent est prise par exemple égale à 10 mm et l'espace entre deux dents, à 30 mm.The width of each tooth and the spacing between two teeth are calculated as a function of the times t a , t b and t c necessary to obtain practically continuous braking radiation. For the times t a , t b and t c described above, the width of each tooth is taken for example equal to 10 mm and the space between two teeth, to 30 mm.

Comme représenté figure 8, les transistors T₁₁ et T₁₂ ne conduisent que pendant une faible partie de la période T correspondant respectivement aux temps tc et ta. Ceci a pour avantage de limiter la puissance que les transistors doivent dissiper et donc d'accroître le rendement global du dispositif.As shown in FIG. 8, the transistors T₁₁ and T₁₂ only conduct for a small part of the period T corresponding respectively to the times t c and t a . This has the advantage of limiting the power that the transistors must dissipate and therefore increasing the overall efficiency of the device.

D'autre part, les puissances requises pour le fonctionnement du dispositif de l'invention étant très importantes, il est avantageux de placer un grand nombre de transistors en parallèle respectivement de T₁₁ et de T₁₂.On the other hand, the powers required for the operation of the device of the invention being very large, it is advantageous to place a large number of transistors in parallel with T₁₁ and T₁₂ respectively.

De plus, pour ne pas avoir à associer à ces ensembles de transistors des circuits d'équilibrage qui consomment généralement beaucoup d'énergie, on peut utiliser autant de solénoïdes S₂ que de transis­tors en parallèle des transistors T₁₁, T₁₂, chaque solénoïde étant relié par ses bornes à un transistor en parallèle de T₁₁ et à un transistor en parallèle de T₁₂. Ces solénoïdes sont enroulés en regard de la cavité 25 par exemple sur une partie de chaque élément 21 de la pièce ferromagnétique 20.In addition, so as not to have to associate with these sets of transistors balancing circuits which generally consume a lot of energy, it is possible to use as many solenoids S₂ as transistors in parallel with the transistors Tors, T₁₂, each solenoid being connected by its terminals to a transistor in parallel with T₁₁ and to a transistor in parallel for T₁₂. These solenoids are wound opposite the cavity 25, for example on a part of each element 21 of the ferromagnetic part 20.

La figure 9 représente un autre exemple de réalisation de moyens 45 d'alimentation de moyens 47 d'induction magnétique. Ces moyens 47 comprennent un solénoïde S3 enroulé sur une partie de la pièce ferromagnétique 20 en regard de la cavité 25.FIG. 9 represents another exemplary embodiment of means 45 for supplying means 47 for magnetic induction. These means 47 comprise a solenoid S3 wound on a part of the ferromagnetic part 20 opposite the cavity 25.

Les moyens 45 comprennent quatre transistors T₂₁, T₂₂, T₂₃ et T₂₁ reliés par leur base à un séquen­ceur 41 du type de celui décrit précédemment, attaquant les bases de ces transistors respectivement par quatre signaux parallèles.The means 45 comprise four transistors T₂₁, T₂₂, T₂₃ and T₂₁ connected by their base to a sequencer 41 of the type described above, driving the bases of these transistors respectively by four parallel signals.

Le transistor T₂₁ est relié en outre par son collecteur à une source de tension continue 80 et par son émetteur au collecteur du transistor T₂₂ et à une borne du solénoïde S₃, l'émetteur du transis­tor T₂₂ étant relié par ailleurs à une masse.The transistor T₂₁ is further connected by its collector to a DC voltage source 80 and by its emitter to the collector of the transistor T₂₂ and to a terminal of the solenoid S₃, the emitter of the transistor T₂₂ being also connected to a ground.

Le transistor T₂₃ est relié également par son collecteur à la source de tension 80 et par son émetteur au collecteur du transistor T₂₄ et à l'autre borne du solénoïde S₃, l'émétteur du transistor T₂₄tant relié en outre à la masse. Un condensateur 81 relié en parallèle aux transistors T₂₁, T₂₂ et T₂₃, T₂₄ permet de protéger la source de tension continue 80.The transistor T₂₃ is also connected by its collector to the voltage source 80 and by its emitter to the collector of the transistor T₂₄ and to the other terminal of the solenoid S₃, the emitter of the transistor T₂₄ being further connected to ground. A capacitor 81 connected in parallel to the transistors T₂₁, T₂₂ and T₂₃, T₂₄ makes it possible to protect the DC voltage source 80.

La source de tension continue 80 délivre une tension V₁ telle que le champ Bm(t) induit par la pièce ferromagnétique et par le solénoïde S₃ varie entre la valeur +Bo et zéro.The DC voltage source 80 delivers a voltage V₁ such that the field B m (t) induced by the ferromagnetic part and by the solenoid S₃ varies between the value + B o and zero.

Les signaux paralléles VT21, VT22, VT23 et VT24 appliqués par le séquenceur à chacune des bases des transistors T₂₁, T₂₂, T₂₃ et T₂₄ sont repré­sentés respectivement en c, d, e et f de la figure 10. Les signaux VT21 et VT22 ainsi que les signaux VT23 et VT24 sont complémentaires. En effet, lorsque VT21 (respectivement VT23) est nul, VT22 (respective­ment VT24)est non nul et inversement. De ce fait, lorsque les transistors T₂₁ et T₂₄ sont conducteurs (pendant le temps ta), les transistors T₂₂ et T₂₃ ne conduisent pas et la tension VS3 aux bornes du solénoïde S₃ (b, figure 10) est positive (+ V₁). Lorsque les transistors T₂₂ et T₂₃ conduisent (pendant le temps tc), les transistors T₂₁ et T₂₄ ne conduisent pas et la tension VS3 est négative (- V₁). Et enfin, lorsque les transistors T₂₂ et T₂₄ conduisent (pendant le temps tb) les transistors T₂₁ et T₂₃ ne conduisent pas et la tension VS3 est nulle. La tension VS3 aux bornes du solénoïde S₃ varie donc entre V₁ et -V₁, et le champ magnétique Bm(t) résultant dans la cavité (a, figure 10) a la même allure que celui décrit figure 8 en a : il varie entre la valeur +Bo et zéro.The parallel signals V T21 , V T22 , V T23 and V T24 applied by the sequencer to each of the bases of the transistors T₂₁, T₂₂, T₂₃ and T₂₄ are represented respectively in c, d, e and f of FIG. 10. The signals V T21 and V T22 as well as the signals V T23 and V T24 are complementary. Indeed, when V T21 (respectively V T23 ) is zero, V T22 (respectively V T24 ) is non-zero and vice versa. Therefore, when the transistors T₂₁ and T₂₄ are conductive (during time t a ), the transistors T₂₂ and T₂₃ do not conduct and the voltage V S3 across the terminals of the solenoid S₃ (b, Figure 10) is positive (+ V₁) . When the transistors T₂₂ and T₂₃ conduct (during time t c ), the transistors T₂₁ and T₂₄ do not conduct and the voltage V S3 is negative (- V₁). And finally, when the transistors T₂₂ and T₂₄ conduct (during time t b ) the transistors T₂₁ and T₂₃ do not conduct and the voltage V S3 is zero. The voltage V S3 at the terminals of the solenoid S₃ therefore varies between V₁ and -V₁, and the magnetic field B m (t) resulting in the cavity (a, figure 10) has the same shape as that described in figure 8 in a: it varies between the value + B o and zero.

Pour diminuer la tension à appliquer sur chaque transistor, il est avantageux, comme décrit précédemment, de fractionner le solénoïde S₃ en plu­sieurs solénoïdes, les bornes de ces solénoïdes étant reliées respectivement entre les transistors T₂₁ et T₂₂ et entre les transistors T₂₃ et T₂₄. Les diffé­rents solénoïdes sont constitués par exemple par huit solénoïdes 47 enroulés sur chaque élément 21 de la pièce 20, suivant un seul tour, comme représenté figure 3.To reduce the voltage to be applied to each transistor, it is advantageous, as described above, to split the solenoid S₃ into several solenoids, the terminals of these solenoids being connected respectively between the transistors T₂₁ and T₂₂ and between the transistors T₂₃ and T₂₄. The various solenoids consist for example of eight solenoids 47 wound on each element 21 of the part 20, in a single turn, as shown in FIG. 3.

Des modifications des différents moyens décrits en référence aux figures 3 à 10 peuvent être envisagées sans sortir du cadre de l'invention. On peut notamment utiliser d'autres moyens d'alimentation permettant d'obtenir des tensions du type de VS2 et VS3. Il en est de même des moyens de détection.Modifications of the various means described with reference to Figures 3 to 10 can be envisaged without departing from the scope of the invention. One can in particular use other supply means making it possible to obtain voltages of the type of V S2 and V S3 . The same is true of the detection means.

Claims (13)

1. Dispositif de production d'un rayonnement de freinage comportant dans une pièce ferromagné­tique (20) une cavité circulaire contenant des élec­trons entraînés en rotation sur une trajectoire circu­laire (24) sous l'action d'un champ magnétique induit par la pièce ferromagnétique et par des moyens (47) d'induction d'un champ magnétique, caractérisé en ce qu'il comprend en outre :
    - une cible circulaire (23) située en partie à l'extérieur de la cavité en rotation dans un plan perpendiculaire à celui de la trajectoire (24) des électrons, l'extrémité de la cible traversant périodi­quement ladite trajectoire pour interagir périodi­quement avec les électrons sur leur trajectoire circu­laire (24) afin de produire un rayonnement de freinage, et
    - des moyens (35, 37, 51, 53, 55, 40) pour faire varier le champ magnétique (Bm(t)) dans la cavité (25), cesdits moyens étant synchronisés sur la période d'interaction de la cible avec les électrons et étant reliés aux moyens (47) d'induction.1. Device for producing a braking radiation comprising in a ferromagnetic part (20) a circular cavity containing electrons driven in rotation on a circular path (24) under the action of a magnetic field induced by the ferromagnetic part and by means (47) of induction of a magnetic field, characterized in that it further comprises:
- a circular target (23) located partly outside the rotating cavity in a plane perpendicular to that of the trajectory (24) of the electrons, the end of the target periodically crossing said trajectory to interact periodically with the electrons on their circular path (24) in order to produce braking radiation, and
- Means (35, 37, 51, 53, 55, 40) for varying the magnetic field (B m (t)) in the cavity (25), said means being synchronized with the period of interaction of the target with the electrons and being connected to the means (47) of induction. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens (22, 23a, 23b, 23c) pour refroidir la cible.2. Device according to claim 1, characterized in that it further comprises means (22, 23a, 23b, 23c) for cooling the target. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le diamè­tre de la cible est supérieur au diamètre de la trajec­toire des électrons.3. Device according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the diameter of the target is greater than the diameter of the trajectory of the electrons. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la cible coupe la pièce ferromagnétique.4. Device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the target cuts the ferromagnetic part. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'extrémité de la cible (23) est formée de dents (27) réparties régulièrement sur l'ensemble de sa périphérie.5. Device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the end of the target (23) is formed of teeth (27) distributed regularly over its entire periphery. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens pour faire varier le champ magnétique comprennent :
    - des moyens (35, 37, 51, 53, 55) pour détecter la position de la cible (23) par rapport à la trajec­toire circulaire (24) des électrons,
    - des moyens (40) de traitement des signaux produits par les moyens de détection, ces moyens de traitement étant reliés d'une part aux moyens de détection et d'autre part aux moyens (47) d'induc­tion magnétique.6. Device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the means for varying the magnetic field comprise:
- means (35, 37, 51, 53, 55) for detecting the position of the target (23) relative to the circular path (24) of the electrons,
- Means (40) for processing the signals produced by the detection means, these processing means being connected on the one hand to the detection means and on the other hand to the magnetic induction means (47). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de détection compren­nent une source lumineuse (35) et un détecteur photo­électrique (37)disposés de part et d'autre du plan formé par la cible (23)et en regard de l'extrémité (27)de celle-ci, ledit détecteur étant relié aux moyens (40)de traitement.7. Device according to claim 6, characterized in that the detection means comprise a light source (35) and a photoelectric detector (37) arranged on either side of the plane formed by the target (23) and facing the end (27) thereof, said detector being connected to the processing means (40). 8. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de détection compren­nent un matériau ferromagnétique (51) déposé à l'extré­mité (27)de la cible (23) et un circuit magnétique (53, 55) fixe disposé en regard de l'extrémité de la cible, ledit circuit magnétique étant relié aux moyens (40) de traitement.8. Device according to claim 6, characterized in that the detection means comprise a ferromagnetic material (51) deposited at the end (27) of the target (23) and a fixed magnetic circuit (53, 55) disposed opposite from the end of the target, said magnetic circuit being connected to the processing means (40). 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le circuit magnétique comprend un aimant (53) en forme de "U" et un solénoïde (55) autour d'une branche en U dudit aimant, le solénoïde étant relié aux moyens de traitement.9. Device according to claim 8, characterized in that the magnetic circuit comprises a magnet (53) in the shape of a "U" and a solenoid (55) around a U-shaped branch of said magnet, the solenoid being connected to the means of treatment. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que les moyens de traitement comprennent :
    - des moyens (41) pour générer des séquences successives de signaux parallèles à partir des signaux issus des moyens (35, 37, 51, 53, 55) de détection,
    - des moyens (45) pour alimenter les moyens (47)d'induction magnétique à partir des signaux paral­lèles, lesdits moyens d'alimentation étant reliés d'une part aux moyens (41) pour générer des signaux parallèles et d'autre part aux moyens d'induction magnétique.Device according to any one of Claims 6 to 9, characterized in that the processing means comprise:
- means (41) for generating successive sequences of parallel signals from signals from the detection means (35, 37, 51, 53, 55),
- Means (45) for supplying the magnetic induction means (47) from the parallel signals, said supply means being connected on the one hand to the means (41) for generating parallel signals and on the other hand to the magnetic induction means. 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens (47) d'induction magnétique comportant au moins un solénoïde (53) enroulé sur une partie de la pièce ferromagnétique (20), les moyens (45)d'alimentation comprennent quatre transistors (T₂₁, T₂₂, T₂₃, T₂₄) reliés respectivement aux moyens (41) pour générer des signaux parallèles, un premier et un deuxième transistors (T₂₁, T₂₂) étant par ailleurs reliés entre eux et à une borne du solénoïde et un troisième et un quatrième transis­tors (T₂₃, T₂₄) étant reliés entre eux et à l'autre borne du solénoïde, les premier et troisième transis­tors étant reliés en outre à une source d'alimentation (80) en tension continue et les deuxième et quatrième transistors à une masse.11. Device according to claim 10, characterized in that the means (47) for magnetic induction comprising at least one solenoid (53) wound on a part of the ferromagnetic part (20), the means (45) for supplying comprise four transistors (T₂₁, T₂₂, T₂₃, T₂₄) respectively connected to the means (41) for generating parallel signals, a first and a second transistors (T₂₁, T₂₂) being moreover connected to each other and to a terminal of the solenoid and a third and a fourth transistors (T₂₃, T₂₄) being connected to each other and to the other terminal of the solenoid, the first and third transistors being further connected to a DC power source (80) and the second and fourth transistors a mass. 12. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens d'induction magnétique comportant au moins deux solénoïdes (S₁, S₂) enroulés de façon distincte sur une partie de la pièce ferroma­gnétique (20), les moyens (45) d'alimentation compren­nent une premiere source d'alimentation (61) en tension continue alimentant le premier solénoïde (S₁), une deuxième source d'alimentation (63)en tension continue reliée au point milieu du deuxième solénoïde (S₂) et deux ensembles d'au moins un transistor reliés respectivement aux moyens (41) pour générer des signaux parallèles, à une borne distincte du deuxième solénoïde et à une masse.12. Device according to claim 10, characterized in that the magnetic induction means comprising at least two solenoids (S₁, S₂) wound separately on a part of the ferromagnetic part (20), the means (45) of power supply includes a first DC power source (61) supplying the first solenoid (S₁), a second DC power source (63) connected to the midpoint of the second solenoid (S₂) and two sets of at at least one transistor respectively connected to the means (41) for generating signals parallel, to a terminal distinct from the second solenoid and to a mass. 13. Procédé de production d'un rayonnement de freinage par interaction d'électrons avec une cible (23) selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que l'on induit périodique­ment dans la cavité (25) un champ magnétique (Bm(t)) constant au moins pendant l'interaction entre les électrons et la cible, décroissant après l'interaction puis croissant avant l'interaction.13. A method of producing braking radiation by interaction of electrons with a target (23) according to any one of claims 1 to 12, characterized in that a field is periodically induced in the cavity (25) magnetic (B m (t)) constant at least during the interaction between the electrons and the target, decreasing after the interaction then increasing before the interaction.
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