FR2815810A1

FR2815810A1 - Accelerateur d'electrons compact a cavite resonante

Info

Publication number: FR2815810A1
Application number: FR0013485A
Authority: FR
Inventors: Guy Clerc; Michel Langlois
Original assignee: Thomson Tubes Electroniques
Current assignee: Thales Electron Devices SA
Priority date: 2000-10-20
Filing date: 2000-10-20
Publication date: 2002-04-26
Anticipated expiration: 2020-10-20
Also published as: FR2815810B1

Abstract

L'invention concerne un accélérateur d'électrons d'énergie moyenne, autour de 1 MeV, de rendement suffisant et de mise en oeuvre simple. Il comporte une source d'électrons et une structure accélératrice agencée en boucle de telle sorte que les électrons accélérés par la structure puissent être réinjectés dans cette structure.La structure accélératrice (S) comporte une cavité résonante (1) construite autour d'un axe (z-z) et délimitée par un tronçon tubulaire (2) et deux flasques (3. 1, 3. 2). La cavité est excitée dans un mode présentant, pour certaines zones (6. 1, 6. 2, 6. 3, 6. 4) écartées de l'axe, un maximum de champ électrique selon l'axe et un champ magnétique nul. Les électrons sortent au niveau d'une de ces zones (6. 1) et sont réinjectés au niveau d'une autre de ces zones (6. 2).Application à l'accélération d'électrons pour l'irradiation de substances pour la production de rayons X.

Description

ACCELERATEUR D'ELECTRONS COMPACT A CAVITE RESONANTE
La présente invention est relative à un accélérateur d'électrons.

Elle trouve son application notamment dans le domaine du contrôle non destructif ou de l'irradiation de divers produits ou substances. Les électrons accélérés sont directement utilisés ou bien convertis en des rayons X.

L'utilisation des rayons X est en forte croissance dans de nombreuses applications. Dans le domaine du contrôle non destructif et de la sécurité des transports aériens ou maritimes, les rayons X utilisés sont générés par des tubes à rayons X classiques dans lesquels une différence de potentiel est appliquée entre une cathode, destinée à émettre des électrons, et une anode ou cible destinée à être bombardée par ces électrons. Cette différence de potentiel est généralement comprise entre 100 et 450kV.

Dans le domaine du contrôle de containers de grande taille ou dans le domaine médical pour effectuer de la stérilisation, il serait nécessaire de disposer de rayons X d'énergie plus importante, mais il faudrait les générer avec des tensions encore plus élevées et les alimentations pour les délivrer seraient très encombrantes. Les tubes à rayons X classiques euxmêmes seraient très difficiles à mettre en oeuvre notamment à cause de problèmes calorifiques.

Le passage à des énergies plus élevées fait appel à des générateurs de rayons X de type flash X , et aux accélérateurs d'électrons qu'ils soient linéaires ou à passages multiples.

Les générateurs de rayons X de type flash X utilisent la décharge d'une batterie de condensateurs. Ils ne fournissent que des rayons X en impulsion, de durée de l'ordre de 10 à 30 nanosecondes, avec des taux de répétition faibles et donc les flux de rayons X sont bien insuffisants dans de nombreuses applications.

Dans les accélérateurs linéaires d'électrons, un faisceau d'électrons est injecté dans une structure formée d'une succession de nombreuses cavités résonantes. Ces cavités résonantes ont chacune leurs propres pertes et le rendement électrique de tels accélérateurs est très faible. De plus ces dispositifs sont très coûteux.

La réduction du nombre de cavités minimise les pertes et certains accélérateurs utilisent une seule cavité parcourue plusieurs fois par les

électrons. Il y a plusieurs types d'accélérateurs à cavité résonante à passages multiples. A chacun de leurs passages dans la cavité, les électrons sont accélérés par le champ électrique.

Dans certains types, les électrons à chacun de leurs passages empruntent le même trajet. Ils effectuent une boucle complète en dehors de la cavité pour être réinjectés toujours au même endroit. C'est aussi à cet endroit que sont injectés les nouveaux électrons, c'est à dire ceux qui vont subir la première accélération. Ces dispositifs sont très complexes à réaliser et particulièrement encombrants.

Dans d'autres types, les électrons sont défléchis de 360"et suivent le même chemin soit dans un sens, soit dans l'autre. Leur gain en énergie est restreint, car on est limité à un trajet d'un seul aller-retour.

D'autres types encore, connus sous la dénomination de rhodotron (marque déposée), utilisent une cavité résonante coaxiale et le trajet des électrons suit différents diamètres de la cavité résonante. A cause de la cavité, ces accélérateurs ne peuvent fonctionner qu'avec des électrons relativistes ou quasi-relativistes et de ce fait, ils ne fonctionnent que dans des gammes d'énergies élevées de l'ordre de plusieurs MeV voire plusieurs dizaines de MeV. C'est pourquoi ils sont plutôt destinés à l'irradiation de divers produits, par exemple les matières plastiques pour les réticuler, les équipements médicaux pour les stériliser, certains produits agro-alimentaires pour stopper leur germination ou le développement de micro-organismes.

Toujours à cause du type de cavité, leur rendement, bien que meilleur que celui des accélérateurs linéaires à nombreuses cavités, est relativement modeste et ces accélérateurs sont limités en fréquence. De plus, ils ne sont pas particulièrement compacts à cause des dispositifs de déflexion placés tout autour de la cavité.

Actuellement il n'existe pas d'accélérateur d'électrons qui donne satisfaction dans les gammes moyennes d'énergie, c'est-à-dire entre environ 450 keV et 1,2 MeV.

La présente invention vise à remédier à cette situation, en proposant un accélérateur d'électrons qui peut fournir des énergies dans la gamme citée plus haut et même un peu plus élevées, dont le rendement est acceptable, qui est compact et dont la mise en oeuvre est simplifiée.

Pour y parvenir, l'accélérateur d'électrons conforme à l'invention comporte une structure accélératrice, une source d'électrons apte à injecter un faisceau d'électrons dans la structure accélératrice pour qu'il la traverse, des moyens de déflexion, extérieurs à la structure accélératrice, pour dévier au moins une fois le faisceau à sa sortie de la structure accélératrice et pour le réinjecter dans la structure accélératrice. La structure accélératrice comporte au moins une cavité résonante construite autour d'un axe et délimitée par un tronçon tubulaire et deux flasques. L'accélérateur comporte de plus des moyens pour exciter cette cavité de manière à ce qu'elle résonne dans un mode présentant, au niveau de plusieurs zones éloignées de l'axe, un maximum de champ électrique dirigé selon l'axe et un champ magnétique nul, le faisceau d'électrons injecté dans la structure traversant la cavité au niveau de ces zones, en étant dirigé selon l'axe, les moyens de déflexion déviant le faisceau d'électrons qui sort de la cavité au niveau d'une zone et le réinjectant dans la même cavité au niveau d'une autre zone.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit, illustrée par les dessins annexés qui représentent : - la figure 1 une vue en trois dimensions d'un exemple d'accélérateur d'électrons selon l'invention ; - les figures 2a et 2b des représentations du champ électrique et du champ magnétique dans une portion de cavité résonante de l'accélérateur selon l'invention ; - les figures 3a et 3b respectivement une vue de dessus et une coupe transversale d'une variante d'une cavité résonante d'un accélérateur selon l'invention ; - la figure 4 une coupe longitudinale partielle d'un accélérateur d'électrons selon l'invention ; - la figure 5 un schéma simplifié des moyens de déflexion des électrons ; - la figure 6 une vue en trois dimensions d'un autre exemple d'accélérateur d'électrons selon l'invention avec deux cavités successives.

Sur ces figures, les échelles ne sont pas respectées dans un souci de clarté.

On se réfère à la figure 1 qui illustre un exemple d'accélérateur d'électrons conforme à l'invention. Sur cette figure, on voit une structure S accélératrice formée d'une seule cavité résonante 1. Elle pourrait en avoir plusieurs comme sur la figure 6.

La cavité résonante 1 possède une paroi tubulaire 2 d'axe z-z limitée par deux flasques 3.1, 3.2 perpendiculaires à l'axe z-z. Plus précisément elle est formée d'un tronçon tubulaire 2 à section circulaire fermé à ses deux extrémités par les flasques 3.1, 3.2 conducteurs. La cavité résonante 1 est de type pill-box , dénomination anglo-saxonne pour boîte à pilule .

L'accélérateur comporte de plus des moyens pour exciter la cavité 1 dans un mode présentant au niveau de plusieurs zones dites de passage 6.1, 6.2, 6.3, 6.4, éloignées de l'axe z-z, un maximum de champ électrique orienté selon l'axe z-z. Ces moyens peuvent être réalisés par une source de champ haute fréquence 4 couplée à la cavité 1 par un dispositif approprié 5 représenté comme une boucle. Au niveau de ces zones 6.1, 6.2, 6.3, 6.4, le champ magnétique est nul.

Les figures 2a et 2b illustrent la répartition des champs électriques et magnétiques respectivement, dans une portion de cavité de même type que celle représentée à la figure 1, résonant en mode TM210. Ce mode transverse magnétique présente quatre maxima de champ électrique, séparés de 90", positionnés sur une circonférence centrée sur l'axe z-z.

Entre deux zones 6.1, 6.3 diamétralement opposées le champ électrique a le même sens et entre deux zones contiguës 6.1, 6.2 le champ électrique change de sens. Le champ magnétique est orienté dans le plan des flasques 3.1, 3.2 et est nul au niveau des zones 6.1, 6.2, 6.3, 6.4.

Plus généralement, le mode dans une cavité résonante cylindrique sera de type TM m, n, p avec m et n entiers différents de zéro tandis que p est de préférence choisi égal à zéro. Si on choisissait m et n égaux à un, on ne disposerait que de deux zones ce qui réduirait le gain en énergie. On peut bien sûr donner aux indices m et n d'autres valeurs pour disposer de plus de zones de passage par exemple.

Une source d'électrons 7 injecte un faisceau d'électrons 8 dans la structure accélératrice S par une ouverture 9 portée par l'un des flasques 3.1 de la cavité résonante 1, au niveau d'une de ces zones 6.1, parallèlement à

l'axe z-z. Puisque dans cette zone 6. 1, le champ magnétique est nul et le champ électrique est maximum et orienté selon l'axe z-z, il n'existe pas de composante de champ susceptible de dévier les électrons du faisceau 8. Si des conditions de synchronisme en phase et en fréquence sont réunies, le faisceau d'électrons 8 est accéléré par le champ électrique. Le champ électrique est accélérateur s'il est opposé à la vitesse des électrons. Le faisceau d'électrons 8 accéléré sort de la structure S, c'est à dire de l'unique cavité 1, par une seconde ouverture 10 portée par le second flasque 3.2 en vis à vis de la première ouverture 9. Plus généralement, les flasques sont équipés d'ouvertures 8,9 en vis à vis au niveau des zones de passage qui vont être utilisées par les électrons.

Des moyens de déflexion 11 défléchissent le faisceau d'électrons 8 à sa sortie de la structure accélératrice S (formée de la seule cavité 1 dans l'exemple), et le faisceau 8 est réintroduit dans la cavité 1 au niveau d'une autre zone 6.2. Le faisceau d'électrons 8 pénètre dans la cavité en traversant le même flasque 3.2. La zone 6.2 qu'il emprunte est contiguë à celle qu'il vient de quitter dans l'exemple mais ce n'est pas nécessaire. Le faisceau d'électrons est accéléré une seconde fois si les conditions de phase sont satisfaites. A sa sortie de la structure accélératrice S, d'autres moyens de déflexion 11 peuvent encore le défléchir et le réintroduire dans la cavité 1 au niveau d'une troisième zone 6.3 contiguë à celle qu'il vient de quitter. Si les conditions de synchronisme sont toujours respectées, le faisceau d'électrons 8 est accéléré pour la troisième fois. Il peut de nouveau être défléchi puis accéléré.

Ainsi dans l'exemple de la figure 1, le faisceau d'électrons 8 peut parcourir la cavité 1 quatre fois en suivant des trajets différents, une fois dans un sens, une fois dans l'autre, en étant accéléré à chacune de ses traversées. Le cheminement des électrons représenté n'est pas le seul possible, d'autres pourraient être envisagés, notamment toutes les zones à champ électrique maximum peuvent ne pas être utilisées.

A sa sortie de la structure accélératrice S, après leur dernier passage dans la cavité 1, les électrons accélérés peuvent être directement utilisés. S'ils doivent servir à générer des rayons X, ils sont dirigés vers une cible en métal lourd (non représentée).

A chaque passage dans la cavité 1 les électrons acquièrent de l'énergie qui est fonction de la puissance délivrée par la source haute fréquence 4. Les pertes des cavités délimitées par une paroi tubulaire et deux flasques transversaux sont moins élevées, pour un même volume extérieur, que celles des cavités coaxiales. La majeure partie de la puissance apportée par la source haute fréquence 4 est consommée pour l'accélération des électrons et le rendement électrique est bon.

Les conditions de synchronisme sont telles qu'à chacune de ses traversées de la cavité 1, le champ électrique soit de sens opposé à la vitesse des électrons du faisceau. La longueur du trajet des électrons hors de la cavité est ajustée pour que ce synchronisme soit respecté. Les électrons restent à l'extérieur de la cavité 1, entre deux traversées, pendant un nombre pair de demi-périodes du champ électrique dans la cavité 1.

L'épaisseur e (dimension le long de l'axe z-z) de la cavité 1 est choisie pour que le champ électrique conserve un même sens pendant le passage des électrons. Le temps mis par les électrons pour traverser la cavité 1 doit être inférieur ou égal à la demi-période du champ électrique.

Cette épaisseur e est donc ajustée en fonction des vitesses acquises par les électrons lors de leurs différents passages. Le choix de l'épaisseur e doit également être fait pour éviter tout risque de claquage entre les deux flasques 3.1, 3.2.

Avec une telle configuration, il n'est pas nécessaire comme dans les configurations à cavité coaxiale que les électrons possèdent une vitesse relativiste. On peut donc obtenir les énergies moyennes souhaitées.

Les figures 3a, 3b montrent maintenant une variante d'une cavité 1 d'un accélérateur d'électrons selon l'invention. Au lieu d'être délimitée par un tronçon tubulaire à section circulaire et deux flasques comme sur la figure 1, la cavité 10 représentée est parallélépipèdique et est délimitée par un tronçon tubulaire 20 à section rectangulaire fermé par les deux flasques 3.1, 3.2 perpendiculaires à l'axe z-z.

Un mode qui convient pour obtenir l'accélération recherchée dans ce type de cavité est, par exemple, le mode TM220. Lorsque la cavité résonne dans ce mode, on trouve quatre zones de passage 6.1, 6.2, 6.3, 6.4 dans lesquelles le champ électrique est maximum, orienté selon l'axe z-z et le champ magnétique est nul. Plus généralement le mode recherché dans ce

type de cavité est un mode transverse magnétique TM mnp avec m et n entiers non nuls et p nul.

Il est préférable pour améliorer les performances de l'accélérateur que le faisceau d'électrons 8 soit pulsé. En effet, on cherche à ce que les électrons aient tous une même trajectoire lorsqu'ils sont à l'extérieur de la structure accélératrice S au niveau des moyens de déflexion. Il est préférable qu'à cet endroit ils aient bien tous la même vitesse et cette condition est plus facile à réaliser si le faisceau d'électrons est en impulsions.

La figure 4 illustre plus en détails la source d'électrons 7 qui délivre un tel faisceau et l'injecte dans la cavité 1. Cette source d'électrons 7 comporte une cathode 10 destinée à émettre des électrons selon un axe x-x, suivie d'une grille 11 de commande et d'une anode 13 pour les accélérer vers la structure accélératrice S. La cathode 10 possède une face émissive 14 transversale à l'axe x-x placée en bout d'un corps tubulaire 15 qui loge un dispositif de chauffage 16. La grille 11 montée coaxialement autour de la cathode 10 comporte un corps 17 sensiblement cylindrique muni à une extrémité d'une partie ajourée 18 en vis à vis avec la partie émissive 14 de la cathode 10. L'anode 13 comporte une ouverture centrale 19 qui communique avec l'une des ouvertures 9 du flasque 3.1 de la cavité 1.

La cathode 10 et la grille 11 contribuent à délimiter une cavité coaxiale résonante d'entrée 21 limitée en hauteur par un piston mobile 22 permettant d'ajuster son réglage en fréquence. La cavité coaxiale d'entrée 21 est accordée sur la fréquence de résonance de la cavité 1 de la structure accélératrice S de manière à respecter les conditions de synchronisme en fréquence. Une source haute fréquence S1 couplée à la cavité coaxiale d'entrée 21 à l'aide d'un dispositif approprié 23 capacitif ou inductif délivre un champ électromagnétique à la fréquence de résonance pour moduler les électrons en densité de manière à former des paquets 24 d'électrons qui sont accélérés par l'anode 13.

De manière à assurer une nette séparation des paquets d'électrons, il est même préférable que la source d'électrons 7 fonctionne en classe C. Cela signifie que les électrons ne sont émis que pendant un temps inférieur à la demi-période du champ électromagnétique régnant dans la cavité coaxiale d'entrée 21.

En ajustant la phase entre le champ électromagnétique établi dans la cavité accélératrice 1 et celui dans la cavité coaxiale d'entrée 21, les paquets d'électrons sont bien accélérés lors de leur traversée de la cavité 1.

Dans la cavité d'accélération 1, pour que le champ électromagnétique se polarise convenablement en azimut par rapport aux ouvertures portées par les flasques, il possible de placer des protubérances 25 autour des ouvertures 8,9 des flasques 3.1, 3.2. Au niveau de ces protubérances 25 ou becs, il y a une concentration de champ électrique.

La position du dispositif 5 qui couple la source haute fréquence 4 à la cavité 1 contribue également à une stabilisation en azimut convenable du champ électromagnétique dans la cavité 1. Le couplage peut se faire par une boucle 5 qui traverse la paroi tubulaire 2 et qui se trouve dans un plan passant par deux zones 6.1, 6.3 à maximum de champ électrique et par l'axe z-z.

Si les électrons n'utilisent pas tous les passages possibles, compte tenu du mode de résonance prévu, il est possible d'utiliser une des zones à maximum de champ électrique non utilisée pour le passage des électrons, pour le couplage de la source de champ haute fréquence 4.

Ce couplage est réalisé par un dispositif capacitif à palette 40 introduit dans la cavité 1 selon l'axe z-z à travers un des flasques 3.1, au niveau-de la zone 6.4 non utilisée par le passage des électrons. La source de champ haute fréquence 4 est reliée à la palette 40 par une ligne coaxiale 42. Un pion 41 placé face à la palette dans la cavité peut contribuer à une stabilisation correcte en azimut du mode souhaité. La figure 4 illustre ce mode de réalisation.

Dans la cavité 1 accélératrice, d'autres modes de résonance que celui souhaité peuvent s'établir et il est préférable de prévoir des dispositifs 25 empêchant leur création ou les affaiblissant significativement. Ces phénomènes et les manières de les combattre sont bien connus de l'homme de l'art. Les protubérances 25 autour des ouvertures 8,9 des flasques sont une solution à ce problème. On peut en envisager d'autres, par exemple placer des fentes dans la paroi tubulaire 2 de la cavité à des endroits où le champ magnétique est nul ou bien placer dans la cavité 1 un matériau à pertes.

On va voir maintenant un exemple de moyens de déflexion 11 des électrons à leur sortie de la structure accélératrice S. On se réfère à la figure
5.

Ces moyens de déflexion 11 sont magnétiques. Ils comportent un circuit magnétique 50 avec un entrefer 51 dans lequel règne un champ magnétique B uniforme. Ce champ magnétique est créé par un courant circulant dans un enroulement 52 placé autour du circuit 50. Les électrons à leur sortie de la structure S pénètrent dans cet entrefer 51 et leur vitesse V est orthogonale au champ magnétique B. Ces électrons sont déviés par la force de Lorentz F. Ils sont animés d'un mouvement uniforme et circulaire.

Leur trajectoire est une portion de cercle située dans un plan orthogonal au champ magnétique B. Le rayon du cercle vaut :
R= mV/eB
Avec m masse de l'électron, V vitesse des électrons à leur entrée dans le champ magnétique, e charge de l'électron et B intensité du champ magnétique.

Avec des paquets d'électrons 24 bien distincts les uns des autres, les électrons d'un paquet pénètrent dans l'entrefer 51 en ayant tous sensiblement la même vitesse, lorsqu'ils sont déviés ils suivent donc la même trajectoire. Ils peuvent donc être réinjectés dans la structure accélératrice S sans pratiquement d'interception.

On a vu que les pertes électriques étaient faibles dans de telles cavités. On peut être amené, pour augmenter l'énergie du faisceau d'électrons 8 en sortie de l'accélérateur, à utiliser une structure accélératrice S formée de plusieurs cavités résonantes 61,62 qui se suivent. Deux cavités successives sont séparées par un espace 63. C'est ce mode de réalisation qui est illustré à la figure 6 avec deux cavités. Les deux cavités 61,62 sont construites autour du même axe z-z. Le nombre de passages et d'accélérations des électrons est porté à huit au lieu de quatre sur la figure 1. Chacune des cavités 61,62 est similaire à celle décrite à la figure 1. Les cavités résonnent sur la même fréquence. Pour ne pas surcharger la figure, les dispositifs de déflexion n'ont pas été représentés, on a seulement matérialisé la trajectoire courbée des électrons.

Le chemin des électrons est tel qu'après avoir été accélérés dans l'une des cavités 61 par exemple, ils débouchent dans l'espace 63,

traversant l'autre cavité 62 dans laquelle ils sont également accélérés, puis ils sortent de la structure S et sont déviés et réinjectés. Ils retraversent la cavité 62, l'espace 63 puis la cavité 61. Ils sont éventuellement de nouveau déviés et réinjectés et accélérés une ou plusieurs fois jusqu'à ce qu'ils aient acquis l'énergie souhaitée.

Puisque les électrons subissent des accélérations à chacun de leurs passages et à cause de la présence de l'espace 63 constant entre les deux cavités successives, on est amené à conférer aux électrons une vitesse relativiste ou quasi relativiste de manière à pouvoir conserver le synchronisme recherché à chacun de leurs passages. Une source d'électrons 7 appropriée est donc utilisée pour délivrer les électrons à la vitesse requise. L'espace 63 est ajusté pour que les conditions de synchronisme s'appliquent dans chacune des cavités et pour éviter les claquages. Si les deux cavités sont alimentées en phase, les électrons doivent rester dans l'espace 63 pendant une durée égale à un nombre pair de demi-périodes du champ dans les cavités. On pourra être amené à déphaser les champs dans les cavités 61, 62, par exemple pour rendre l'accélérateur plus compact en réduisant l'espace 63.

Les deux cavités peuvent être alimentées chacune par une source de champ haute fréquence (à la même fréquence), mais comme ces dispositifs sont coûteux, il peut être avantageux de n'en utiliser qu'une. Cette source 4 est reliée à l'une des entrées e1 d'un coupleur 3dB 64, chaque sortie s1, s2 du coupleur est reliée à une cavité 61,62 par une ligne de transmission 65,66 respectivement. L'autre entrée e2 est reliée à une charge adaptée. Pour conserver les conditions de synchronisme lorsque les électrons passent d'une cavité à l'autre, on peut introduire un déphasage entre les champs des cavités 61,62. A cet effet, l'une des lignes de transmission 66 est équipée d'un dispositif de déphasage 67. L'accélérateur selon l'invention n'est pas limité à deux cavités accélératrices, d'autres pourraient être ajoutées.

Dans un tel accélérateur d'électrons, les électrons doivent être soumis au vide. La structure accélératrice S peut être placée dans une enceinte à vide (non représentée). On suppose que sur la figure 1, c'est le cas. Si ce n'est pas le cas, les électrons peuvent être canalisés hors des cavités dans des conduits conducteurs référencés 68 sur la figure 6 et les

cavités être étanches au vide. Si elles ne sont pas étanches au vide, les électrons peuvent être canalisés dans des conduits diélectriques référencés 69 sur la figure 6 qui eux sont étanches.

Claims

REVENDICATIONS

1. Accélérateur d'électrons comportant une structure accélératrice (S), une source d'électrons (4) apte à injecter un faisceau d'électrons (8) dans la structure accélératrice (S) pour qu'il la traverse, des moyens de déflexion (11), extérieurs à la structure accélératrice, pour dévier le faisceau d'électrons (8), au moins une fois, à sa sortie de la structure accélératrice (S) et pour le réinjecter dans la structure accélératrice, caractérisé en ce que la structure accélératrice (S) comporte au moins une cavité résonante (1,62, 63) construite autour d'un axe (z-z) et délimitée par un tronçon tubulaire (2) et par deux flasques (3.1, 3.2) et en ce qu'il comporte des moyens (4) pour exciter cette cavité de manière à ce qu'elle résonne dans un mode présentant, au niveau de plusieurs zones (6.1, 6.2, 6.3, 6.4) éloignées de l'axe, un maximum de champ électrique dirigé selon l'axe et un champ magnétique nul, le faisceau d'électrons (8) traversant la cavité au niveau des ces zones, en étant dirigé selon l'axe, les moyens de déflexion (11) déviant le faisceau d'électrons (8) qui sort de la cavité au niveau d'une zone (6.1) et le réinjectant dans la cavité au niveau d'une autre zone (6.2).

2. Accélérateur d'électrons selon la revendication 1, caractérisé en ce que les flasques (3.1, 3.2) comportent des ouvertures (8,9) pour laisser passer le faisceau au niveau des zones (6.1, 6.2) à champ électrique maximum.

3. Accélérateur d'électrons selon la revendication 2, caractérisé en ce que les flasques (3.1, 3.2) portent au niveau des ouvertures (8,9) des protubérances (25) dirigées vers l'intérieur de la cavité de manière à stabiliser en azimut le mode de résonance.

4. Accélérateur d'électrons selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la source d'électrons (7) produit un faisceau d'électrons (8) pulsé et est accordée sur la fréquence de résonance de la cavité (1).

5. Accélérateur d'électrons selon la revendication 4, caractérisé en ce que la source d'électrons (7) fonctionne en classe C.

6. Accélérateur d'électrons selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le tronçon tubulaire a une section circulaire.

7. Accélérateur d'électrons selon la revendication 6, caractérisé en ce que le mode de résonance est de type TM m, n, 0, m et n étant des nombres entiers non nuls.

8. Accélérateur d'électrons selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le tronçon tubulaire a une section rectangulaire.

9. Accélérateur d'électrons selon la revendication 8, caractérisé en ce que le mode de résonance est de type TM m, n, 0, m et n étant des nombres entiers non nuls.

10. Accélérateur d'électrons selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce la cavité comporte des moyens (25) pour éviter l'établissement de modes de résonance parasites.

11. Accélérateur d'électrons selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les moyens pour exciter la cavité sont une source (4) haute fréquence couplée à la cavité.

12. Accélérateur d'électrons selon la revendication 11, caractérisé en ce que le couplage se fait par une boucle (5) placée dans un plan passant par deux zones (6.1, 6.3) à maximum de champ électrique et l'axe (z-z).

13. Accélérateur d'électrons selon la revendication 11, caractérisé en ce que le couplage se fait par une palette capacitive (40) disposée au niveau d'une zone (6.3) à maximum de champ électrique non utilisée pour le passage des électrons.

14. Accélérateur d'électrons selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que lorsque la structure accélératrice (S) comporte plusieurs cavités (61,62), elles se suivent espacées les unes des autres.

15. Accélérateur d'électrons selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que lorsque la structure accélératrice (S) comporte plusieurs cavités, la source d'électrons (7) produit des électrons relativistes ou quasi relativistes.

16. Accélérateur d'électrons selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que lorsque la structure accélératrice (S) comporte plusieurs cavités (61,62), elles résonnent sur la même fréquence.