FR2980074A1

FR2980074A1 - ENCLOSURE OF A CYCLOTRON EQUIPPED WITH AT LEAST ONE SAS OF INSERTION AND WITHDRAWAL OF AN ORGAN

Info

Publication number: FR2980074A1
Application number: FR1158018A
Authority: FR
Inventors: Matthias Bedue
Original assignee: Laboratoires Cyclopharma SA
Current assignee: Laboratoires Cyclopharma SA
Priority date: 2011-09-09
Filing date: 2011-09-09
Publication date: 2013-03-15
Anticipated expiration: 2031-09-09
Also published as: WO2013034766A1; FR2980074B1

Abstract

Cette enceinte d'un cyclotron équipée d'au moins un sas (1) d'insertion et de retrait d'un organe (10) dans l'enceinte, comprend au moins : - un premier élément (2) adapté pour être monté sur une face externe d'une paroi de l'enceinte et propre à mettre en communication un volume (V) du sas (1) avec l'intérieur de l'enceinte, - un second élément (5, 6) adapté pour déplacer, selon au moins une direction, un organe dans l'enceinte lorsque celui-ci est introduit dans l'enceinte, - et un troisième élément (11, 13) adapté pour bloquer, de manière étanche, l'organe (10) sur le sas (1) tout en autorisant au moins un mouvement de translation de l'organe (10) en direction de ou à partir de l'enceinte du cyclotron.This chamber of a cyclotron equipped with at least one airlock (1) for inserting and withdrawing a member (10) into the chamber, comprises at least: a first element (2) adapted to be mounted on an outer face of a wall of the enclosure and adapted to put in communication a volume (V) of the airlock (1) with the interior of the enclosure, - a second element (5, 6) adapted to move, according to at least one direction, a member in the chamber when the latter is introduced into the chamber, and a third member (11, 13) adapted to seal the member (10) on the airlock ( 1) while allowing at least one translational movement of the member (10) towards or from the cyclotron enclosure.

Description

ENCEINTE D'UN CYCLOTRON EQUIPEE D'AU MOINS UN SAS D'INSERTION ET DE RETRAIT D'UN ORGANE L'invention a trait à une enceinte d'un cyclotron équipée d'au moins un sas d'insertion et de retrait d'un organe. En particulier, un tel sas permet l'introduction et le retrait d'un organe dans l'enceinte du cyclotron, celle-ci étant maintenue sous vide. Un cyclotron est un appareil permettant d'accélérer des particules sous l'action combinée d'un champ magnétique et d'un champ électrique. Ces particules sont accélérées et confinées dans un espace fermé, délimité par les parois de l'appareil. Celui- ci est, dans un mode de réalisation préféré, formé de deux demi-cylindres à section circulaire ou culasses délimitant une chambre à vide dans laquelle on génère les champs magnétique et électrique. L'ensemble du cyclotron est maintenu sous un vide relativement important de l'ordre de 10-7 mbar. Une source de particules chargées est insérée dans l'enceinte du cyclotron. Cette source de particules, est obtenue, par exemple, par ionisation d'hydrogène gazeux passant entre deux électrodes. La source est disposée en partie centrale de la chambre vide. Les particules subissent une accélération non linéaire qui, du fait de la double présence des champs magnétique et électrique, adoptent une trajectoire en spirale au fur et à mesure qu'elles sont accélérées. En particulier, le champ magnétique induit une courbure de la trajectoire et le champ électrique accélère les particules. Arrivées au voisinage de la paroi externe de l'enceinte du cyclotron, les particules impactent une cible produisant ainsi, lors de la collision, un radioisotope. Ce dernier est collecté et utilisé, par exemple à des fins scientifiques, industrielles ou médicales. Préalablement à l'impact, sur la cible, le faisceau de particules chargées est extrait, au moins en partie, en modifiant l'état de charge des ions par exemple par la technique de stripping, dans laquelle le faisceau de particules chargées est débarrassé d'au moins un électron. Pour cela, il passe à travers une membrane, par exemple une feuille de carbone, également nommée stripper. La présence de ces différents éléments dans l'enceinte du cyclotron, à savoir au moins la source de particules, le stripper et la cible à impacter, impliquent que ces derniers doivent être introduits, positionnés et retirés, par exemple, pour des opérations de maintenance par l'utilisateur. Cela ne peut se faire que lorsque le cyclotron est arrêté. The invention relates to an enclosure of a cyclotron equipped with at least one airlock for insertion and withdrawal of a cyclotron. organ. In particular, such an airlock allows the introduction and removal of an organ in the cyclotron chamber, the latter being maintained under vacuum. A cyclotron is a device that accelerates particles under the combined action of a magnetic field and an electric field. These particles are accelerated and confined in a closed space, delimited by the walls of the device. This is, in a preferred embodiment, formed of two circular section half-cylinders or cylinder heads delimiting a vacuum chamber in which the magnetic and electrical fields are generated. The entire cyclotron is maintained under a relatively large vacuum of the order of 10-7 mbar. A source of charged particles is inserted into the cyclotron enclosure. This source of particles is obtained, for example, by ionization of hydrogen gas passing between two electrodes. The source is arranged in the central part of the empty chamber. The particles undergo a nonlinear acceleration which, because of the double presence of the magnetic and electric fields, adopt a spiral trajectory as they are accelerated. In particular, the magnetic field induces a curvature of the trajectory and the electric field accelerates the particles. Arrived in the vicinity of the outer wall of the cyclotron enclosure, the particles impact a target thus producing, during the collision, a radioisotope. The latter is collected and used, for example for scientific, industrial or medical purposes. Prior to the impact, on the target, the charged particle beam is extracted, at least in part, by changing the charge state of the ions, for example by the stripping technique, in which the charged particle beam is freed of at least one electron. For this, it passes through a membrane, for example a carbon sheet, also called stripper. The presence of these different elements in the cyclotron enclosure, namely at least the particle source, the stripper and the target to be impacted, implies that the latter must be introduced, positioned and removed, for example, for maintenance operations. by the user. This can only be done when the cyclotron is stopped.

En effet, il n'est pas possible d'ouvrir un cyclotron en fonctionnement, d'une part, parce que l'enceinte de ce dernier est maintenue sous un vide important et, d'autre part, parce qu'une radioactivité non négligeable règne à l'intérieur de l'enceinte lorsque le cyclotron est en fonctionnement ou juste après son arrêt. En d'autres termes, toute intervention visant à introduire ou à retirer un élément dans l'enceinte d'un cyclotron implique l'arrêt du dispositif de maintien du vide et l'arrêt du cyclotron, avant l'ouverture de l'appareil. Lors de cette ouverture, il convient également de prendre des mesures visant à optimiser la radioprotection de l'utilisateur, afin que celui-ci soit, autant que possible, exposé a minima à la radioactivité régnant à l'intérieur du cyclotron lorsqu'il intervient. De plus, le temps nécessaire à ces opérations forme une période où le cyclotron ne peut pas être utilisé, ce qui diminue considérablement la productivité d'un tel appareil qui est non seulement coûteux mais également d'une mise en route complexe. C'est à ces inconvénients qu'entend plus particulièrement remédier l'invention en proposant une enceinte de cyclotron évitant l'arrêt du système de mise sous vide et l'ouverture du cyclotron pour intervenir dans celui-ci, tout en améliorant la radioprotection de l'utilisateur. A cet effet, l'invention a pour objet une enceinte d'un cyclotron équipée d'au moins un sas d'insertion et de retrait d'un organe dans l'enceinte, caractérisée en ce que le sas comprend au moins : - un premier élément adapté pour être monté sur une face externe d'une paroi de l'enceinte et propre à mettre en communication un volume du sas avec l'intérieur de l'enceinte, - un second élément adapté pour déplacer, selon au moins une direction, un organe dans l'enceinte lorsque celui-ci est introduit dans l'enceinte, - et un troisième élément adapté pour bloquer, de manière étanche, l'organe sur le sas tout en autorisant au moins un mouvement de translation de l'organe en direction de ou à partir de l'enceinte du cyclotron. Un tel sas permet, non seulement, l'introduction et le retrait de différents organes dans le cyclotron mais également la manoeuvre et le déplacement de ces derniers dans l'enceinte lorsqu'ils sont introduits dans l'enceinte du cyclotron. Indeed, it is not possible to open a cyclotron in operation, on the one hand, because the enclosure of the latter is kept under a large vacuum and, secondly, because a significant radioactivity inside the chamber when the cyclotron is in operation or just after it has been shut down. In other words, any intervention to introduce or remove an element in the enclosure of a cyclotron involves stopping the vacuum holding device and stopping the cyclotron, before opening the device. During this opening, measures should also be taken to optimize the user's radiation protection, so that the user is, as far as possible, at least exposed to the radioactivity inside the cyclotron when it intervenes. . In addition, the time required for these operations forms a period where the cyclotron can not be used, which considerably reduces the productivity of such a device which is not only expensive but also a complex start. It is these drawbacks that the invention intends to remedy more particularly by proposing a cyclotron enclosure avoiding stopping the evacuation system and opening the cyclotron to intervene therein, while improving the radioprotection of the user. For this purpose, the subject of the invention is an enclosure of a cyclotron equipped with at least one airlock for insertion and removal of an organ in the enclosure, characterized in that the airlock comprises at least: first element adapted to be mounted on an outer face of a wall of the enclosure and adapted to put in communication a volume of the airlock with the interior of the enclosure, - a second element adapted to move in at least one direction , a member in the chamber when the latter is introduced into the chamber, and a third element adapted to lock, in a sealed manner, the member on the airlock while allowing at least one translational movement of the organ towards or from the cyclotron enclosure. Such an airlock allows not only the introduction and removal of various organs in the cyclotron but also the maneuvering and movement of the latter in the chamber when they are introduced into the cyclotron enclosure.

Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l'invention, une telle enceinte équipée d'au moins un sas d'insertion et de retrait d'un organe dans l'enceinte d'un cyclotron peut incorporer une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - Le premier élément comprend une plaque percée d'une ouverture et fixée au dessus d'une ouverture, de forme complémentaire, ménagée dans la paroi de l'enceinte du cyclotron. - Le deuxième élément comprend deux plaques percées et disposées l'une au dessus de l'autre et propres à se déplacer, l'une par rapport à l'autre, selon deux directions coplanaires. - Les directions de déplacement des deux plaques constitutives du deuxième élément sont perpendiculaires. - Les directions de déplacement des deux plaques constitutives du deuxième élément ne sont pas perpendiculaires. - Les directions de déplacement des deux plaques constitutives du deuxième élément forment un angle non nul inférieur à 90°. - Le troisième élément comprend un rebord ménagé sur une ouverture du corps du sas et adapté pour recevoir, en appui, une surface de forme complémentaire d'une partie de l'organe à introduire. - La surface est formée par un rebord situé autour d'un boîtier à joints coulissants monté sur l'organe. - Un organe de blocage solidarise le boîtier à joints coulissants et le troisième élément tout en autorisant le déplacement en translation de l'organe dans le boîtier à joints coulissants. - L'enceinte comprend plusieurs sas. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisation d'une enceinte équipée d'au moins un sas d'insertion et de retrait d'un organe dans l'enceinte d'un cyclotron conforme à l'invention, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'un sas conforme à l'invention en position sur une paroi de l'enceinte d'un cyclotron, cette paroi étant schématiquement illustrée, - la figure 2 est une vue en perspective, sous un autre angle et à plus grande échelle, du sas représenté à la figure 1, la paroi du cyclotron n'étant pas représentée et un organe à introduire étant représentée en position sur le sas et - la figure 3 est une coupe, à une autre échelle, du sas représenté aux figures 1 et 2 avec un organe à introduire en position dans le sas. Le sas 1 représenté à la figure 1 comprend un premier élément 2, dit support de liaison. Ce support de liaison est percé et monté sur une ouverture, de forme complémentaire, réalisée dans la paroi de l'enceinte du cyclotron. Pour plus de lisibilité, cette paroi est illustrée par un disque 3 à la figure 2. Le premier élément 2 participe à la mise en communication du volume V du sas 1 avec l'intérieur de l'enceinte du cyclotron. Si besoin, une pièce intermédiaire est prévue, entre la paroi et le premier élément 2. According to advantageous but non-mandatory aspects of the invention, such an enclosure equipped with at least one lock chamber for insertion and removal of an organ into the cyclotron chamber may incorporate one or more of the following features: The first element comprises a plate pierced with an opening and fixed above an opening, of complementary shape, formed in the wall of the cyclotron enclosure. - The second element comprises two plates pierced and arranged one above the other and adapted to move relative to each other in two coplanar directions. - The directions of movement of the two constituent plates of the second element are perpendicular. - The directions of movement of the two constituent plates of the second element are not perpendicular. - The directions of movement of the two constituent plates of the second element form a non-zero angle of less than 90 °. - The third element comprises a flange formed on an opening of the body of the lock chamber and adapted to receive, in support, a surface of complementary shape of a portion of the member to be introduced. - The surface is formed by a flange located around a sliding joint housing mounted on the body. - A locking member secures the sliding joint housing and the third element while allowing the translational movement of the member in the sliding joint housing. - The enclosure includes several airlock. The invention will be better understood and other advantages thereof will emerge more clearly on reading the following description of an embodiment of an enclosure equipped with at least one insertion and withdrawal lock. of an organ in the enclosure of a cyclotron according to the invention, given solely by way of example and with reference to the appended drawings, in which: FIG. 1 is a perspective view of a corresponding airlock the invention in position on a wall of the enclosure of a cyclotron, this wall being schematically illustrated, - Figure 2 is a perspective view, at another angle and on a larger scale, of the chamber shown in Figure 1, the wall of the cyclotron not being shown and a member to be introduced being shown in position on the lock and - Figure 3 is a section, on a different scale, of the chamber shown in Figures 1 and 2 with a member to be introduced in position in the airlock. The airlock 1 shown in Figure 1 comprises a first element 2, said connecting support. This connection support is pierced and mounted on an opening, of complementary shape, made in the wall of the cyclotron enclosure. For more legibility, this wall is illustrated by a disk 3 in Figure 2. The first element 2 participates in the communication of the volume V of the chamber 1 with the interior of the cyclotron chamber. If necessary, an intermediate piece is provided between the wall and the first element 2.

L'ensemble des éléments constitutifs du sas 1 s'étend ainsi, à partir d'une face externe 4 de la paroi 3 de l'enceinte du cyclotron, en direction de l'extérieur. En l'espèce, le support 2 est vissé sur la face 4. Dans un mode de réalisation non illustré, ce support est monobloc avec la paroi de l'enceinte. On dispose autant de supports 2 que nécessaire sur la paroi de l'enceinte, ce qui permet d'avoir plusieurs sas répartis sur le cyclotron. Le support 2 est pourvu d'une ouverture 200 de dimensions adaptées à celles d'une ouverture de forme complémentaire ménagée dans la paroi 3 de l'enceinte. Ainsi le support 2 coiffe l'ouverture ménagée dans la paroi 3 tout en préservant la section nominale de cette ouverture. All the constituent elements of the lock 1 thus extends, from an outer face 4 of the wall 3 of the cyclotron enclosure, towards the outside. In this case, the support 2 is screwed on the face 4. In a non-illustrated embodiment, the support is integral with the wall of the enclosure. There are as many supports 2 as necessary on the wall of the enclosure, which allows to have several locks distributed on the cyclotron. The support 2 is provided with an opening 200 of dimensions adapted to those of an opening of complementary shape formed in the wall 3 of the enclosure. Thus the support 2 covers the opening formed in the wall 3 while preserving the nominal section of this opening.

En variante, le support 2 est monté de manière amovible sur la paroi, par un système de liaison étanche, connu en soi. Dans le cas où plusieurs ouvertures sont ménagées dans la paroi 3 du cyclotron et en absence de sas 1 monté sur une ou des ouverture(s), un couvercle ou bouchon, non illustré, obture cette ou ces ouverture(s). Au dessus de ce support 2, soit en partie haute en regardant la figure 1, le sas 1 comprend deux plaques 5, 6, planes, disposées l'une au dessus de l'autre selon deux directions D5, respectivement D6, coplanaires et sensiblement perpendiculaires. En variante non illustrée, les directions D5, D6 forment un angle non nul et inférieur à 90°. Ces plaques 5, 6 sont montées sur des organes de glissement, par exemple des roulements à billes ou des glissières. Ainsi les plaques 5, 6 sont propres à se déplacer l'une par rapport à l'autre selon les directions D5, D6. Les plaques 5, 6 forment un deuxième élément permettant une liaison entre le volume V du sas 1 et l'enceinte du cyclotron, cette liaison étant mobile selon deux directions D5 et D6. La plaque 5 dite inférieure, à savoir celle en contact avec le support 2, est équipée sur sa face en contact avec le support 2, d'un premier dispositif de déplacement d'un type connu en soi, par exemple des rails ou des glissières, avec des joints étanches. Ce dispositif de déplacement est orienté selon une première direction D5. La plaque 5 est également équipée d'un second dispositif de déplacement, avantageusement identique au premier, situé sur sa face opposée 50, en l'espèce la face supérieure de la plaque 5 qui est en regard avec la plaque 6. Ce second dispositif est orienté selon une direction D6, ici perpendiculaire à la direction D5 du premier dispositif. Le premier dispositif assure le déplacement de la plaque 5 inférieure par rapport au support 2 fixé sur la paroi 3 de l'enceinte. Pour cela, la surface nominale de l'ouverture ménagée dans le support 2 fixé sur l'enceinte est supérieure à la section nominale d'une ouverture ménagée dans la première plaque 5. Ainsi, en déplaçant la plaque 5 au dessus du support 2, grâce au premier dispositif de déplacement, on s'assure que les deux ouvertures, celle du support 2 et celle de la plaque 5, sont toujours en coïncidence, c'est-à-dire l'une au dessus de l'autre, et délimitent un passage de section maximale permettant d'introduire un organe dans le cyclotron. La face inférieure de la seconde plaque 6, dite plaque supérieure, comprend également un dispositif de déplacement de forme complémentaire à celui équipant la face supérieure 50 de la première plaque 5 inférieure. La plaque supérieure 6 est montée sur la plaque inférieure 5 et peut se déplacer par rapport à celle-ci selon une seconde direction D6. La plaque supérieure est également pourvue d'une ouverture, similaire à celle ménagée dans la plaque inférieure 5 et de dimensions adaptées aux dimensions de l'ouverture du support 2. Ainsi, on peut faire bouger indépendamment et/ou concomitamment les plaques 5, 6 l'une par rapport à l'autre et/ou par rapport au support 2 selon deux axes correspondant aux directions D5, D6 de déplacement respectif de chaque plaque 5, 6. Ce déplacement des plaques 5, 6 peut être manuel ou motorisé. Alternatively, the support 2 is removably mounted on the wall, by a sealed connection system, known per se. In the case where several openings are formed in the wall 3 of the cyclotron and in the absence of airlock 1 mounted on one or openings (s), a cover or plug, not shown, closes this or these opening (s). Above this support 2, that is to say the upper part while looking at FIG. 1, the airlock 1 comprises two flat plates 5, 6, arranged one above the other in two directions D5, respectively D6, coplanar and substantially perpendicular. In a non-illustrated variant, the directions D5, D6 form a non-zero angle and less than 90 °. These plates 5, 6 are mounted on sliding members, for example ball bearings or slides. Thus the plates 5, 6 are adapted to move relative to each other along the directions D5, D6. The plates 5, 6 form a second element allowing a connection between the volume V of the chamber 1 and the cyclotron chamber, this connection being movable in two directions D5 and D6. The so-called lower plate 5, namely that in contact with the support 2, is equipped on its face in contact with the support 2, with a first displacement device of a type known per se, for example rails or slides. , with waterproof joints. This displacement device is oriented in a first direction D5. The plate 5 is also equipped with a second displacement device, advantageously identical to the first, located on its opposite face 50, in this case the upper face of the plate 5 which faces the plate 6. This second device is oriented in a direction D6, here perpendicular to the direction D5 of the first device. The first device ensures the displacement of the lower plate 5 relative to the support 2 fixed on the wall 3 of the enclosure. For this, the nominal surface of the opening in the support 2 fixed on the enclosure is greater than the nominal section of an opening in the first plate 5. Thus, by moving the plate 5 above the support 2, thanks to the first displacement device, it is ensured that the two openings, that of the support 2 and that of the plate 5, are always in coincidence, that is to say one above the other, and delimit a passage of maximum section for introducing an organ into the cyclotron. The lower face of the second plate 6, called the upper plate, also comprises a displacement device of complementary shape to that fitted to the upper face 50 of the first lower plate 5. The upper plate 6 is mounted on the lower plate 5 and can move relative thereto in a second direction D6. The upper plate is also provided with an opening, similar to that provided in the lower plate 5 and of dimensions adapted to the dimensions of the opening of the support 2. Thus, the plates 5, 6 can be moved independently and / or concomitantly. relative to each other and / or relative to the support 2 along two axes corresponding to directions D5, D6 respective displacement of each plate 5, 6. This displacement of the plates 5, 6 can be manual or motorized.

Avantageusement, un moyen de contrôle, non représenté, de la distance parcourue par chaque plaque lors de son déplacement, dans un sens ou dans l'autre, par exemple à l'aide d'une vis micrométrique, est prévu. A titre indicatif, les distances parcourues lors des déplacements des plaques 5, 6 selon les deux directions D5, D6 sont globalement comprises, pour chaque plaque, entre 0 mm et 60 mm pour l'appareil et les ouvertures décrites ici. Les distances parcourus par chaque plaque sont adaptées, dans tous les cas aux dimensions des ouvertures des plaques 5, 6 du support 2. Le corps principal 7 du sas s'étend au dessus des deux plaques 5, 6, en regardant les figures 1 à 3. Le corps 7 est fixé à la plaque supérieure 6, avantageusement de manière amovible. En variante, il est monté de façon définitive. Le corps principal 7 a une forme globalement cylindrique à section circulaire. En variante cette forme peut être différente. Le corps principal 7 du sas 1 délimite un volume utile V du sas, c'est-à-dire un volume dans lequel il est possible d'insérer, au moins partiellement, un organe qui est destiné à entrer ou à sortir de l'enceinte du cyclotron. Au niveau de la zone de liaison entre le corps principal 7 et l'ouverture ménagée dans la plaque supérieure 6, se trouve une première sortie ménagée dans le corps 7 et pourvue d'une vanne 26, dite vanne d'isolation, permettant d'isoler de manière étanche l'intérieur du cyclotron du corps principal du sas. Une telle vanne 26, connue en soi, est illustrée aux figures 1 et 2. Lorsque cette vanne est fermée, les deux volumes, à savoir celui V du sas 1 et celui du cyclotron, ne sont pas en communication. Il est alors possible d'avoir une différence de pression entre les deux volumes. En d'autres termes, il est possible de maintenir l'intérieur du cyclotron sous un vide donné et de mettre l'intérieur V du sas 1 à la pression atmosphérique. Un dispositif de sécurité est avantageusement prévu et permet d'éviter toute ouverture accidentelle de cette vanne 26 lorsqu'aucun organe ne vient obturer la partie supérieure du corps 7, ceci afin d'éviter, autant que faire ce peut, une entrée d'air dans l'enceinte du cyclotron maintenue sous vide. Un tel dispositif de sécurité est, par exemple, un contact électrique géré par le module de commande commandant la vanne 26. Ce dispositif permet également de maintenir dans le sas une pression équivalente à celle régnant dans l'enceinte du cyclotron. Advantageously, a control means, not shown, the distance traveled by each plate during its movement in one direction or the other, for example using a micrometer screw, is provided. As an indication, the distances traveled during the movements of the plates 5, 6 in the two directions D5, D6 are generally understood, for each plate, between 0 mm and 60 mm for the device and the openings described here. The distances traveled by each plate are adapted, in all cases to the dimensions of the openings of the plates 5, 6 of the support 2. The main body 7 of the airlock extends above the two plates 5, 6, looking at FIGS. 3. The body 7 is fixed to the upper plate 6, advantageously removably. Alternatively, it is mounted permanently. The main body 7 has a generally cylindrical shape with circular section. Alternatively this form may be different. The main body 7 of the airlock 1 delimits a useful volume V of the airlock, that is to say a volume in which it is possible to insert, at least partially, an organ which is intended to enter or leave the airlock. cyclotron enclosure. At the level of the connection zone between the main body 7 and the opening formed in the upper plate 6, there is a first outlet formed in the body 7 and provided with a valve 26, called an isolation valve, allowing seal the inside of the cyclotron from the main body of the airlock. Such a valve 26, known per se, is illustrated in FIGS. 1 and 2. When this valve is closed, the two volumes, namely that V of the lock chamber 1 and that of the cyclotron, are not in communication. It is then possible to have a pressure difference between the two volumes. In other words, it is possible to maintain the inside of the cyclotron under a given vacuum and to put the interior V of the chamber 1 at atmospheric pressure. A safety device is advantageously provided and makes it possible to avoid any accidental opening of this valve 26 when no member closes off the upper part of the body 7, this in order to avoid, as far as possible, an air inlet in the cyclotron chamber kept under vacuum. Such a safety device is, for example, an electrical contact managed by the control module controlling the valve 26. This device also keeps in the airlock a pressure equivalent to that prevailing in the cyclotron chamber.

A l'opposé d'une première ouverture 8 du corps principal 7, visible à la figure 3 et permettant sa mise en communication avec l'intérieur du cyclotron, est ménagée une seconde ouverture 9. Cette seconde ouverture 9 est adaptée pour recevoir, de manière amovible et étanche, une partie d'un organe 10. Cet organe 10 est adapté pour être introduit dans le cyclotron. Avantageusement, il est en forme de tube cylindrique à section circulaire, également dénommé canne. Dans l'exemple, cette seconde ouverture 9 est circulaire et pourvue d'un rebord 11, pourvu d'une gorge de réception d'un joint. Ce rebord 11 forme une surface annulaire, propre à venir en appui contre une surface, de forme et de dimensions complémentaires, ménagées sur une partie 12 reliée à l'organe 10. La liaison étanche et amovible entre ces deux surfaces 11, 12, planes, est réalisée par un organe de liaison 13, par exemple un collier ou une bride venant maintenir en appui bloquant l'une contre l'autre, les deux surfaces 11, 12. Cet organe 13, avec l'ouverture 9 et le rebord 11, est constitutif d'un troisième élément du sas adapté pour maintenir l'organe 10 sur le sas 1 tout en autorisant un mouvement de translation de l'organe 10 en direction de ou à partir de l'enceinte du cyclotron. En d'autres termes, l'organe 10 peut être librement introduit ou sorti de l'enceinte, de manière étanche par coulissement dans le sas, tout en étant fixé sur ce dernier. En variante, d'autres systèmes de maintien en contact, de manière étanche et amovible, peuvent être utilisés. Opposite a first opening 8 of the main body 7, visible in Figure 3 and allowing its communication with the interior of the cyclotron, is formed a second opening 9. This second opening 9 is adapted to receive, from Removable and sealed manner, a part of a member 10. This member 10 is adapted to be introduced into the cyclotron. Advantageously, it is in the form of a cylindrical tube with a circular section, also called a cane. In the example, this second opening 9 is circular and provided with a flange 11 provided with a groove for receiving a seal. This rim 11 forms an annular surface capable of bearing against a surface of complementary shape and dimensions formed on a portion 12 connected to the member 10. The sealed and removable connection between these two surfaces 11, 12, planes , is carried out by a connecting member 13, for example a collar or a flange that holds in blocking position against one another, the two surfaces 11, 12. This member 13, with the opening 9 and the flange 11 , constitutes a third element of the lock adapted to maintain the member 10 on the lock 1 while allowing a translational movement of the member 10 in the direction of or from the enclosure of the cyclotron. In other words, the member 10 can be freely introduced or removed from the enclosure, in a sealed manner by sliding in the lock, while being fixed on the latter. Alternatively, other holding systems in contact, in a sealed and removable manner, may be used.

Avantageusement, comme illustré aux figures 2 et 3, la partie de l'organe 10 venant se fixer sur la seconde ouverture 9 du corps 7 est une pièce cylindrique 14 pourvue d'un lamage formant un logement de réception pour des joints d'étanchéité et des bagues de compression. Ces joints et bagues de compression, non représentés, assurent non seulement l'étanchéité mais également le guidage en translation de l'organe 10 dans la pièce 14. Les joints et les bagues sont maintenus en position dans la pièce 14. En variante, la forme peut être différente, pour autant qu'elle permette le passage de l'organe 10 et son déplacement en translation, de manière étanche, entre l'intérieur du corps 7 du sas 1 et le cyclotron. En d'autres termes, cette pièce 14 forme un organe de guidage, également dénommé boîtier à joints coulissant, dans lequel on peut faire coulisser l'organe 10. Avantageusement, la pièce 14 est montée solidairement avec l'organe 10 afin d'éviter toute séparation accidentelle entre les organes 10 et 14. ici, la solidarisation entre l'organe 10 et la pièce 14 est complétée par un enrouleur 30 à câble 300 avec des butées, ce qui permet de limiter, de façon réglable, la course de l'organe 10 dans la pièce 14 tout en interdisant la séparation entre ces deux éléments. La figure 3 illustre un sas recevant un organe 10 de formes adaptées à celles du corps 7 du sas et de l'organe de guidage 14. En l'espèce, l'organe 10 est creux, couramment dénommé « canne » et pourvu d'une extrémité 16 amovible. Dans l'exemple illustré à la figure 3, cette canne 10 est adaptée pour introduire une source 16, émettrice de particules chargées à partir d'un plasma généré par un champ électrique appliqué à de l'hydrogène gazeux. Advantageously, as illustrated in FIGS. 2 and 3, the part of the member 10 which is fixed on the second opening 9 of the body 7 is a cylindrical part 14 provided with a countersink forming a receiving housing for seals and compression rings. These seals and compression rings, not shown, ensure not only the sealing but also the translational guidance of the member 10 in the part 14. The seals and the rings are held in position in the part 14. As a variant, the shape may be different, as long as it allows the passage of the member 10 and its displacement in translation, in a sealed manner, between the inside of the body 7 of the chamber 1 and the cyclotron. In other words, this part 14 forms a guide member, also called sliding joint housing, in which the member 10 can be slid. Advantageously, the part 14 is integrally mounted with the member 10 in order to avoid any accidental separation between the members 10 and 14. here, the connection between the member 10 and the part 14 is completed by a cable winder 300 with stops, which makes it possible to limit, in an adjustable manner, the travel of the organ 10 in the room 14 while prohibiting the separation between these two elements. 3 illustrates an airlock receiving a member 10 of shapes adapted to those of the body 7 of the airlock and the guide member 14. In this case, the member 10 is hollow, commonly called "cane" and provided with a removable end 16. In the example illustrated in FIG. 3, this rod 10 is adapted to introduce a source 16 emitting charged particles from a plasma generated by an electric field applied to hydrogen gas.

La canne 10 comprend également, dans son volume intérieur 18, au moins une conduite d'amenée du gaz, si besoin au moins une conduite de refroidissement par eau de l'extrémité 16 et des câbles électrique et électronique. Pour plus de lisibilité, ces éléments connus en soi, ne sont pas illustrés. Dans d'autres modes de réalisation non illustrés, l'extrémité 16 reçoit une feuille de carbone ou stripper, soit une cible, soit un capteur ou un organe d'inspection du cyclotron, tel qu'une caméra. L'organe de guidage 14 ou boîtier de joints coulissants, est fixé sur une pièce d'appui 27. Celle-ci est équipée de deux pattes externes 19, 20, visibles à la figure 2, radialement opposées et s'étendant sensiblement selon un plan principal d'une ouverture 21 ménagée en position centrale dans la pièce d'appui 27 de l'organe 14. Cette ouverture 21 est alignée avec l'ouverture centrale 15 de l'organe de guidage 14. Cette ouverture 15 est traversante et délimite le passage de la canne 10. La pièce d'appui 27 est configurée en une plaque allongée. De part et d'autre de l'ouverture 21, elle est équipée de deux colonnes 210, 211 orientées vers l'extérieur et disposées parallèlement à un axe longitudinal A de l'organe de guidage 14. Ces colonnes 210, 211 assurent le guidage et le maintien de l'extrémité libre 160 de l'organe 10 lorsque ce dernier est introduit dans le cyclotron. Cette extrémité 160 comprend avantageusement, comme illustré à la figure 2, un capot 31 de protection d'un module de commande et/ou d'alimentation des équipements montés à l'extrémité 160 de la canne 10. Les extrémités des pattes 19, 20 de la pièce 27 sont munies de leviers de blocage ou sauterelles 212, 213, connus en soi, permettant de maintenir bloqué en position l'organe 10 sur le boîtier à joints coulissant 14. Ces sauterelles 212, 213 sont ainsi utilisées pour maintenir en appui étanche l'organe 10, par l'intermédiaire du boîtier à joints coulissants 14 dans une position où il est solidaire du sas 1 donc de l'enceinte, l'organe 10 étant entièrement inséré dans le cyclotron. Avantageusement, la pièce d'appui 27 forme un point de fixation à l'enrouleur 30 à câbles qui constitue un dispositif limiteur de course dans l'organe 14 dans son déplacement en translation dans l'organe 14. Une platine 29, montée à l'extrémité de la canne 10, supporte le module 31. Elle est pourvue de manchons de guidage 32 de réception des colonnes 210, 211. Ces manchons 32 sont disposés sur la face de la platine 29 orientée vers le capot 31. La face opposée de la platine 29, c'est-à-dire celle orientée vers la pièce d'appui 27 est équipée d'une tige 22. Cette tige 22 est orientée selon une direction parallèle à l'axe longitudinal A. La tige 22 s'étend en direction de l'organe 14, donc de l'enceinte du cyclotron. Cette tige 22 est adaptée pour s'insérer dans un orifice non visible, de forme complémentaire, du collier à brides 13. Ainsi, on réalise un dispositif de sécurité 22empêchant l'ouverture du collier à brides 13 lorsque l'organe 10 est en position, c'est-à- dire introduit, dans le cyclotron. En d'autres termes, le dispositif 22 évite la désolidarisation de l'organe 10 et du sas 1 lorsque le volume V de celui-ci et le cyclotron sont en communication. On limite ainsi, avec ce dispositif les erreurs de manipulation pouvant entrainer un retrait accidentel de l'organe 10 hors de l'enceinte du cyclotron. Différents organes formant des détrompeurs et/ou des organes de sécurité peuvent être prévus par exemple des signaux d'alerte, des coupes circuit d'alimentation électrique du cyclotron, lorsqu'on essaie de retirer l'organe 10 sans suivre la procédure d'utilisation du sas. The rod 10 also comprises, in its internal volume 18, at least one gas supply line, if necessary at least one water cooling line of the end 16 and electrical and electronic cables. For more legibility, these elements known per se, are not illustrated. In other embodiments not shown, the end 16 receives a carbon sheet or stripper, either a target, a sensor or a cyclotron inspection member, such as a camera. The guiding member 14 or sliding seals box is fixed on a support piece 27. It is equipped with two external tabs 19, 20, visible in FIG. 2, radially opposite and extending substantially in a manner. main plane of an opening 21 formed centrally in the support member 27 of the member 14. This opening 21 is aligned with the central opening 15 of the guide member 14. This opening 15 is through and defines the passage of the rod 10. The support piece 27 is configured in an elongate plate. On either side of the opening 21, it is equipped with two columns 210, 211 facing outwards and arranged parallel to a longitudinal axis A of the guide member 14. These columns 210, 211 provide guidance and maintaining the free end 160 of the member 10 when the latter is introduced into the cyclotron. This end 160 advantageously comprises, as illustrated in Figure 2, a cover 31 for protecting a control module and / or supply equipment mounted at the end 160 of the rod 10. The ends of the legs 19, 20 of the piece 27 are provided with locking levers or grasshoppers 212, 213, known per se, for maintaining locked in position the member 10 on the sliding joint housing 14. These grasshoppers 212, 213 are thus used to maintain in support sealing the member 10, through the sliding joint housing 14 in a position where it is integral with the chamber 1 and the chamber, the member 10 being fully inserted into the cyclotron. Advantageously, the support piece 27 forms a point of attachment to the cable reel 30 which constitutes a stroke limiting device in the member 14 in its displacement in translation in the member 14. A plate 29, mounted in the end of the rod 10, supports the module 31. It is provided with guide sleeves 32 for receiving the columns 210, 211. These sleeves 32 are arranged on the face of the plate 29 facing the cover 31. The opposite face of the plate 29, that is to say that oriented towards the support piece 27 is equipped with a rod 22. This rod 22 is oriented in a direction parallel to the longitudinal axis A. The rod 22 extends towards the member 14, therefore the cyclotron enclosure. This rod 22 is adapted to fit into a non-visible orifice, of complementary shape, of the flanged collar 13. Thus, a safety device 22 is made to prevent the opening of the flanged collar 13 when the member 10 is in position. that is, introduced into the cyclotron. In other words, the device 22 avoids the separation of the member 10 and the lock 1 when the volume V thereof and the cyclotron are in communication. Thus, with this device, the handling errors that may lead to an accidental removal of the member 10 from the cyclotron enclosure are limited. Different polarization-forming members and / or safety devices may be provided for example warning signals, cyclotron power supply cuts, when attempting to remove the member 10 without following the procedure of use. of the airlock.

Deux modules 25, identiques, représentés aux figures 1 et 2, permettent de contrôler et/ou de modifier la position des plaques 5, 6 et donc de l'organe 10. L'orientation des divers éléments, tant constitutifs du sas 1 que de l'organe 10, par rapport au cyclotron est, avantageusement, réalisée à l'aide de dispositifs détrompeurs, connus en soi et non illustrés tels que des goupilles. Two identical modules 25, shown in FIGS. 1 and 2, make it possible to control and / or modify the position of the plates 5, 6 and thus of the member 10. The orientation of the various elements constituting both the lock 1 and the the member 10, relative to the cyclotron is advantageously carried out using polarizing devices, known per se and not illustrated such as pins.

L'organe de guidage 14 équipé de la pièce d'appui 27 est monté coulissant sur la canne 10. La course de la canne 10 étant limité entre deux butées formées par l'enrouleur 30 à câbles. Ainsi, avant de monter cet ensemble formé par l'organe de guidage 14 et par l'organe à introduire 10 sur le corps 7 il suffit, dans un premier temps, de s'assurer que la vanne d'isolation entre le corps 7 du sas 1 et l'enceinte du cyclotron est fermée. Puis, lorsque les organes 10, 14 sont fixés sur le sas, le volume V de ce dernier étant toujours à pression atmosphérique, d'effectuer, par une vanne de mise sous vide, non illustrée, un vide donné à l'intérieur du volume V du sas. Le vide dans le volume V est réalisé par une pompe à vide, connue en soi, adaptée pour réaliser un vide sensiblement égal à celui régnant dans l'enceinte du cyclotron. Avantageusement, on utilise, au moins en partie, les moyens de mise sous vide utilisés pour la mise sous vide du cyclotron. Dans un troisième temps, on ouvre la vanne 26 d'isolation, entre la paroi 3 et le corps 7. Cette manoeuvre est réalisée lorsque les pressions régnant dans l'enceinte du cyclotron et dans le volume V du sas sont jugées compatibles. On met ainsi les deux volumes du sas et du cyclotron en communication, cela préalablement à un déplacement de l'organe 10 dans l'intérieur du cyclotron. Une fois la communication établie entre le sas 1 et le cyclotron, et lorsque la canne 10 est entièrement introduite dans le cyclotron, tout en étant en bloquée en position par les sauterelles 212, 213 venant en appui sur la platine 29, on peut déplacer alternativement ou simultanément les plaques 5, 6. Par cette manoeuvre, on déplace également selon les directions D5, D6, l'extrémité 16 de la canne 10 introduite dans le cyclotron. On positionne ainsi précisément, l'extrémité 16 dans le cyclotron. Dans un mode de réalisation non illustré, la plaque inférieure 5 n'est pas montée directement sur le support 2, comme illustré aux figures 1 à 3, mais reliée à celui-ci par un élément en matériau souple permettant de faire varier plus ou moins la distance entre la paroi 3 de l'enceinte et la plaque inférieure 5, c'est-à-dire de faire varier la hauteur du sas s'étendant au dessus de la paroi 3 du cyclotron. En d'autres termes, on peut faire varier la distance entre la sortie du sas et l'ouverture ménagée dans le cyclotron. De cette manière, on peut régler la position de la canne 10 selon une troisième direction Z, perpendiculaire aux deux autres directions D5, D6 et située dans un autre plan. Cette direction Z correspond sensiblement à la direction d'introduction de la canne 10 dans le cyclotron. Le positionnement, par translation, de l'organe 10 dans le cyclotron est ainsi réalisé aisément dans les trois dimensions. La rotation de la canne 10 autour de son axe longitudinal confondu l'axe A, est également possible, tant lors de sa mise en place dans le sas et le cyclotron que lorsqu'elle est en position dans ce dernier. Avantageusement, cette partie en matériau souple, de longueur variable, est formée par un soufflet étanche, par exemple un soufflet de type accordéon. Le corps du sas est également pourvu de différentes vannes permettant, soit de relier l'intérieur du sas à au moins un dispositif de mise en communication entre le sas et l'atmosphère extérieure, soit de vider l"intérieur du sas. The guide member 14 equipped with the support piece 27 is slidably mounted on the rod 10. The stroke of the rod 10 is limited between two stops formed by the cable reel 30. Thus, before mounting this assembly formed by the guide member 14 and the member to be introduced on the body 7, it is sufficient, in a first step, to ensure that the isolation valve between the body 7 of the sas 1 and the cyclotron enclosure is closed. Then, when the members 10, 14 are fixed on the airlock, the volume V of the latter being always at atmospheric pressure, to perform, by a vacuum valve, not shown, a given vacuum inside the volume V of the airlock. The vacuum in the volume V is achieved by a vacuum pump, known per se, adapted to achieve a vacuum substantially equal to that prevailing in the cyclotron chamber. Advantageously, the vacuum means used for evacuation of the cyclotron are used, at least in part. In a third step, the isolation valve 26 is opened between the wall 3 and the body 7. This maneuver is performed when the pressures prevailing in the cyclotron chamber and in the volume V of the chamber are deemed compatible. The two volumes of the airlock and the cyclotron are thus communicated in communication prior to a displacement of the member 10 in the interior of the cyclotron. Once communication is established between the airlock 1 and the cyclotron, and when the rod 10 is fully inserted into the cyclotron, while being locked in position by the grasshoppers 212, 213 bearing on the plate 29, can be moved alternately or simultaneously the plates 5, 6. By this maneuver, one also moves in the directions D5, D6, the end 16 of the rod 10 introduced into the cyclotron. This precisely positions the end 16 in the cyclotron. In a non-illustrated embodiment, the lower plate 5 is not mounted directly on the support 2, as shown in Figures 1 to 3, but connected thereto by a flexible material member to vary more or less the distance between the wall 3 of the chamber and the lower plate 5, that is to say to vary the height of the lock extending above the wall 3 of the cyclotron. In other words, the distance between the exit of the airlock and the opening in the cyclotron can be varied. In this way, one can adjust the position of the rod 10 in a third direction Z, perpendicular to the other two directions D5, D6 and located in another plane. This direction Z corresponds substantially to the insertion direction of the rod 10 in the cyclotron. The positioning, by translation, of the member 10 in the cyclotron is thus easily achieved in three dimensions. The rotation of the rod 10 around its longitudinal axis coincident axis A is also possible, both when it is placed in the airlock and the cyclotron than when it is in position in the latter. Advantageously, this portion of flexible material, of variable length, is formed by a sealed bellows, for example an accordion type bellows. The body of the airlock is also provided with different valves for connecting the interior of the airlock to at least one device for communication between the airlock and the outside atmosphere, or to empty the interior of the airlock.

L'introduction d'un élément monté sur l'extrémité 16 de l'organe à introduire 10 pour autant que cet élément puisse être adapté sur cette extrémité 16, est ainsi aisée, rapide et ne nécessite pas l'arrêt du dispositif de maintien sous vide de l'intérieur du cyclotron, ni, en général, l'arrêt du fonctionnement de ce dernier. De tels sas peuvent être manoeuvrés aisément par un seul utilisateur, soit localement soit à distance, de manière filaire ou non. The introduction of an element mounted on the end 16 of the member to introduce 10 as far as this element can be adapted to this end 16, is thus easy, fast and does not require the stop of the holding device under empty of the interior of the cyclotron, nor, in general, the stop of the operation of the latter. Such locks can be easily maneuvered by a single user, either locally or remotely, wired or not.

Ces sas peuvent être équipés de carrousel permettant, avec des cannes préintroduites, à différentes positions, d'avoir des cannes pourvus de différentes extrémités. En variante, le carrousel reçoit seulement différentes extrémités, une même canne étant utilisée. These locks can be equipped with carousel allowing, with pre-introduced rods, at different positions, to have rods provided with different ends. Alternatively, the carousel receives only different ends, the same rod being used.

Claims

CLAIMS1.- Enclosure of a cyclotron equipped with at least one airlock (1) for insertion and removal of an organ (10) in the chamber, characterized in that the airlock comprises at least: - a first element (2) adapted to be mounted on an outer face (4) of a wall (3) of the enclosure and adapted to put in communication a volume (V) of the lock (1) with the interior of the enclosure, - a second element (5, 6) adapted to move, in at least one direction (D5, D6), a member (10) in the chamber when it is introduced into the chamber, - and a third element ( 11, 13) adapted to block, in a sealed manner, the member (10) on the lock (1) while allowing at least one translational movement of the member (10) towards or from the enclosure cyclotron.

2. Enclosure according to claim 1, characterized in that the first element comprises a plate (2) pierced with an opening (200) and fixed above an opening, of complementary shape, formed in the wall (3). of the cyclotron enclosure.

3. Enclosure according to claim 1 or 2, characterized in that the second element comprises two plates (5, 6) pierced and arranged one above the other and adapted to move, one with respect to the other, according to two directions (D5, D6) coplanar.

4. An enclosure according to claim 3, characterized in that the directions (D5, D6) of displacement of the two plates (5, 6) constituting the second element are perpendicular.

5. Enclosure according to claim 3, characterized in that the directions (D5, D6) of displacement of the two plates (5,

6) constitutive of the second element are not perpendicular. 6. An enclosure according to claim 5, characterized in that the directions (D5, D6) of displacement of the two plates (5, 6) constituting the second element form a non-zero angle of less than 90 °.

7. Enclosure according to one of the preceding claims, characterized in that the third element comprises a flange (11) formed on an opening of the body (7) of the lock (1) and adapted to receive, in support, a surface ( 12) of complementary shape of a portion (14) of the member (10) to be introduced.

8. Enclosure according to claim 7, characterized in that the surface (12) is formed by a flange located around a sliding joint housing (14) mounted on the member (10).

9. An enclosure according to claim 8, characterized in that a locking member (13) secures the sliding joint housing (14) and the third element (11) while allowing the displacement in translation of the member (10). ) in the sliding joint housing (14).

10. An enclosure according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises several locks (1).