WO2013034768A1 - Accélérateur de particules et méthode de maintenance d'un accélérateur de particules - Google Patents

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WO2013034768A1
WO2013034768A1 PCT/EP2012/067669 EP2012067669W WO2013034768A1 WO 2013034768 A1 WO2013034768 A1 WO 2013034768A1 EP 2012067669 W EP2012067669 W EP 2012067669W WO 2013034768 A1 WO2013034768 A1 WO 2013034768A1
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source
acceleration chamber
particles
die
accelerator
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PCT/EP2012/067669
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Jérôme MANDRILLON
Pierre Mandrillon
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Ion Beam Applications S.A.
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H13/00—Magnetic resonance accelerators; Cyclotrons
    • H05H13/005—Cyclotrons
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H13/00—Magnetic resonance accelerators; Cyclotrons
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05H7/08—Arrangements for injecting particles into orbits
    • H05H2007/081—Sources
    • H05H2007/082—Ion sources, e.g. ECR, duoplasmatron, PIG, laser sources

Definitions

  • the present invention generally relates to a particle accelerator and a method of maintenance of such an accelerator and, more particularly, to a source assembly for a particle accelerator.
  • Circular particle accelerators such as cyclotrons or synchrocyclotrons generally have a structure comprising two magnetic induction coils radially surrounding a cavity between two poles. Particles are produced in a source of particles in the vicinity of a central axis of the accelerator, to be accelerated, in a median plane, perpendicular to the central axis, following a spiral-shaped trajectory, this under the combined action of a magnetic field created between the two poles and an electric field perpendicular to the magnetic field and created by a high-frequency alternating voltage between accelerating electrodes commonly called dice and counter-dies.
  • the injection of particles into a particle accelerator can be carried out using an external source of particles or an internal source.
  • An external source of particles requires an injection line crossing one of the two poles of the accelerator along the central axis perpendicular to the median plane and at the end of which is an inflector modifying the trajectory of the beam so that the particles perform a spiral-shaped trajectory in the median plane.
  • the injection line comprises, for example, 4 quadrupoles for focusing the beam. This injection means is quite complicated to implement and requires special machining of the poles.
  • an internal source of particles is preferred.
  • An example of an internal source used in particle accelerators is a cold cathode Penning ionization gauge (Penning ionization gauge).
  • An example of a PIG source is described in the document by F. Dworschak et. al, "An improved source for a compact cyclotron", EPAC1988, p. 1056-1058.
  • a PIG source comprises two cathodes located at the ends of a hollow cylindrical anode comprising a slot for extracting the particles. A gas is injected into the source, the cathodes are negatively polarized relative to the anode and emit electrons ionizing the gas, creating a plasma.
  • the slot of the source is positioned near an extraction electrode, commonly called “puller", the “puller” being biased relative to the source so as to create an electric field for the extraction of ionized particles out of source.
  • an extraction electrode commonly called “puller”
  • Puller being biased relative to the source so as to create an electric field for the extraction of ionized particles out of source.
  • the puller like particle sources, also undergoes erosion over time and must be replaced periodically.
  • the positioning of the puller vis-à-vis the source must be done accurately.
  • US7038403 discloses a tool for positioning a puller made in two parts, a lower part, and a detachable upper part of the first part. The upper part being close to the path of the beam, it erodes faster than the lower part and must be replaced more frequently.
  • the shape of the puller and its position relative to the source is also optimized so that the path taken by the particles bypasses the puller.
  • a source of reduced diameter When a source of reduced diameter is inserted radially into an accelerator chamber of an accelerator, the position of this source must be as accurate as possible with respect to the puller.
  • the plates forming the die of a synchrocyclotron are subjected to a variable high frequency voltage and are likely to move relative to the source during operation of the synchrocyclotron. If the puller is in contact with the dice plates, the movement of the plates can cause a variation of the position of the puller relative to the source and have an impact on the extraction of the particles out of the source.
  • R. Galiana's paper, "The proton source for the improved CERN synchro-cyclotron", Fifth International Cyclotron Conference, Oxford, Sept. 17-20, 1969, Proceedings, London, Butterworths, 1971, p. 728-735 discloses a central region of a synchro-cyclotron, said central region comprising a source whose position is adjusted with the puller. Said central region is part of a cylindrical assembly which is inserted axially into the synchrocyclotron. Such an assembly requires drilling in at least one of the poles of the synchrocyclotron to insert the central region and pass a gas conduit for the supply of the source.
  • the device of the present invention is intended to allow rapid maintenance of the source and / or puller, while keeping a precise positioning of the source vis-à-vis the puller to avoid the collision of particles with the source or the puller.
  • the device of the present invention also aims to allow the precise positioning of a source without resorting to axial drilling in one of the accelerator poles.
  • the present invention relates to a particle accelerator comprising an acceleration chamber allowing accelerating particles produced by a source of particles located in the vicinity of a central axis of the accelerator, perpendicular to a median plane, under the combined action of a magnetic field created by two poles and an electric field perpendicular to said magnetic field, wherein said particle source is comprised and supported by a support structure which positions said source of particles in the central region adjacent to the central axis of said acceleration chamber; characterized in that: the source assembly comprising said particle source and the support structure is movable to be positioned as a unit in said acceleration chamber or to be extracted as a unit from said acceleration chamber by a movement occurring radially in the median plane.
  • the accelerator further comprises a first accelerating electrode called dice and comprising a pair of first electrode plates arranged and spaced symmetrically with respect to said median plane, said electrode plates being cut into several portions and wherein said structure carrier is provided with a die electrode plate portion electrically connected to said extractor electrode and adapted to form electrical contact with the at least one other electrode plate portion of said die, when the support structure is introduced into the die chamber. 'acceleration.
  • the accelerator further comprises a second accelerating electrode called counter-die and comprising a second pair of electrode plates arranged and spaced symmetrically with respect to said median plane, said electrode plates against the die being cut into several portions and wherein said support structure is provided with an electrode plate portion of the electrically insulated against the die electrode plates and the source and adapted to form an electrical contact with the other plate-electrode portion or portions of said counter-die, when the support structure is introduced into the acceleration chamber.
  • a second accelerating electrode called counter-die and comprising a second pair of electrode plates arranged and spaced symmetrically with respect to said median plane, said electrode plates against the die being cut into several portions and wherein said support structure is provided with an electrode plate portion of the electrically insulated against the die electrode plates and the source and adapted to form an electrical contact with the other plate-electrode portion or portions of said counter-die, when the support structure is introduced into the acceleration chamber.
  • said support structure comprises an upper arm and a lower arm.
  • said upper arm and said lower arm comprise gas supply lines of said particle source.
  • said upper arm and said lower arm comprise cathodes positioned on either side of said source of particles.
  • said source is a PIG source
  • said electrode plates of the die and against the die have a profile so as to delimit between them a space, which gradually decreases towards said source of particles from a ray centered on the source.
  • the accelerator comprises a channel traversing radially flux returns for the introduction or extraction of the source assembly relative to the central axis of the accelerator.
  • the accelerator comprises an airlock situated in the extension of said channel, said airlock allowing the introduction of said source assembly into said acceleration chamber or the extraction of said source assembly from said acceleration chamber .
  • the present invention also relates to a method for maintaining a particle accelerator as described above in which the following steps are carried out:
  • extracting the source assembly is extracted from said acceleration chamber to said airlock, which is isolated from the atmosphere and in communication with said acceleration chamber;
  • FIG. 1 is a schematic sectional view of a particle accelerator comprising a source assembly according to the present invention shown in a first position (operative position), the sectional plane being perpendicular to the median plane in which the particles are accelerated and passes through the central axis of the accelerator;
  • FIG. 2 is a section corresponding to that of FIG.
  • FIG. 3 is a schematic section of the particle accelerator, the source assembly being shown in the first position according to FIG. 1 (operational position), but the cutting plane is parallel to the median plane of the accelerator;
  • FIG. 4 is a section corresponding to that of FIG. 3, the source assembly being shown in its second position according to FIG. 2 (extracted position).
  • FIG. 1 The figures used to illustrate the invention show a circular accelerator globally identified with the reference 1, such as a cyclotron or a synchrocyclotron.
  • the reference 3 identifies a central axis of the accelerator 1, and the reference 4 a median plane of the accelerator which is perpendicular to the central axis 3.
  • Such an accelerator 1 generally comprises a magnetic circuit comprising two magnetic poles 2, 2 ', separated by an air gap and arranged symmetrically on either side of the median plane 4, magnetic induction coils 6 surrounding said poles. magnetic 2, 2 ', and a flux return circuit 7, which closes the magnetic circuit.
  • Said air gap between said poles 2, 2 ' comprises a pair of accelerating electrodes 8, 12, commonly referred to as dice 8 and counter-dies 12 formed by electrode plates arranged symmetrically with respect to the median plane 4, forming a chamber acceleration 5.
  • An alternating electric field is created between the die 8 and the against-die 12, perpendicular to the magnetic field between the poles 2, 2 ', so as to accelerate particles in the median plane 4 along a path in spiral shape.
  • the particles to be accelerated are produced by a source of particles 9, arranged in a central region of the acceleration chamber 5.
  • This source of particles 9 comprises a slot which is positioned near an extracting electrode 10, commonly called “puller”.
  • the puller 10 is polarized with respect to the source of particles 9, so as to create an electric field for extracting the ionized particles from the source of particles 9.
  • the source of particles 9 and the puller 10 have a common support structure 15, 16, which positions the source of particles 9 and the puller 10 as a pre-assembled unit in the central region of the acceleration chamber 5.
  • the particle source 9 and the puller 10 are more particularly part of a set of source, spotted globally by the reference 11.
  • This source assembly 11 can be introduced into and extracted from the acceleration chamber 5 through a channel 25 passing through the flow return circuit 7.
  • said channel 25 allows the introduction of the source assembly 11 radially.
  • At least one of said electrode plates of the die 8 is cut into several portions 8a, 8b and the support structure 15, 16 is advantageously equipped with at least a portion 8b of electrode plate 8, electrically connected to said extraction electrode 10 and adapted to form an electrical contact with the other portion or portions 8a of the electrode plate of said die, when the support structure 15, 16 is introduced into the acceleration chamber 5.
  • the source assembly 11 will now be described in more detail using FIGS. 1 and FIG. 2.
  • the particle source 9 is advantageously a PIG source (Penning Ion Gauge, or Gauge of Penning) with cold cathode, which is positioned substantially perpendicular to the arms 15, 16.
  • These arms 15, 16 also comprise cathodes 19, which are positioned on either side of the source of particles 9, as well as gas ducts 18, which pass through the arms to feed the source of particles 9 with a gas.
  • the front end of the source assembly 11 is equipped with a pair of portions 8b of electrode plates 8 of the counter, which are supported by the arms 15, 16, so as to be symmetrical with respect to the plane median 4, when the source set 11 is in its position operational shown in Figs. 1 and FIG. 3.
  • These portions 8b of electrode plates 8 of the counter are adapted to come into contact with the fixed portions 8a of the electrode plates of the die 8, when the source assembly 11 is introduced in its operational position shown on the
  • the fixed portions 8a of the electrode plates of the die 8 have housings whose shape is complementary to the shape of the portions 8b of the electrode plates of the die mounted on the arms 15, 16.
  • the electrical contact between the fixed portions 8a of the electrode plates of the die 8 and the portions 8b of the electrode plates of the die mounted on the support structure 15, 16 is preferably established by RF contacts.
  • the portions 8b of electrode plates 8 die mounted on the support structure 15, 16 are electrically connected to the puller 10. It follows that the puller 10 is electrically connected to the fixed portions 8a of 8 electrode plates, when the source set
  • the position of the particle source 9 with respect to the puller 10 is calculated in such a way as to optimize the trajectory of the particles leaving the source of particles 9 and to prevent these particles from colliding with the puller 10. or fall back on the source of particles 9.
  • the position of the puller 10 relative to the particle source 9 can be adjusted outside the accelerator 1, that this predefined position does not change more during the assembly of the source assembly 11 in the acceleration chamber 5, and a movement of the electrode plates of die 8, in operation of the accelerator, has little influence on the adjustment between the puller 10 and the particle source 9.
  • the source assembly 11 When the source of particles 9 and / or the puller 10 must be replaced, the source assembly 11 is removed from the accelerator 1, the source of particles 9 and / or the puller 10 are replaced, and the Source set 11 is reintroduced into the accelerator.
  • the source assembly 11 preferably includes pre ⁇ slots arranged to the particle source 9 and the puller 10, allowing their accurate and easy positioning. The source assembly 11 thus allows rapid maintenance of the particle source 9 and / or the puller 10, while ensuring precise positioning of the particle source 9 with respect to the puller 10.
  • At least one of said electrode plates of the counter-die 12 is cut into several portions 12a, 12b, 12c and the support structure.
  • each of the arms 15 and 16 of the source assembly 11 supports a portion 12b of electrode plate of the counter-die electrically isolated from the source 9 and the die 8.
  • FIG. 3 and FIG. 4 show an example of cutting into several portions of the electrode plates of the 8a, 8b and electrode plates of the counter-die 12a, 12b, 12c. These figures 3 and 4 are presented for information only and do not constitute a limitation on the mode of cutting of these plates.
  • the acceleration of the particle is directly proportional to the intensity of the electric field between the die 8 and the counter of 12.
  • the source of particles 9 is placed at a potential of zero or close to zero between the die 8 and the counter die 12.
  • the electric field must be large enough to give the necessary acceleration to the particles, such that the radius of curvature of their trajectory at the exit of the source is sufficiently large so that the particles do not fall back on the source of particles 9.
  • the trajectory of the particles must also bypass the puller 10.
  • the particles After a few turns around the source of particles 9 in a spiral path, the particles have acquired a certain acceleration ration and tend to repel each other.
  • the beam or particle bundle widens, this is called the charging effect.
  • the distance between the plates electrodes of the die 8 increase away from the source of particles 9, as well as the distance between the electrode plates of the counter-die 12.
  • these distances increases to a certain radius less than the radius of the acceleration cavity 5. The resulting decrease in the intensity of the electric field has little impact on the acceleration of the particles, since the latter have already acquired during the first turns sufficient acceleration to perform their spiral trajectory.
  • the die 8 which is connected to a radio frequency generator 22 and advantageously also connected to a DC voltage generator of a few kilovolts, this in order to suppress the "multipactor" effect.
  • This multipactor effect is caused by the RF polarization of the dice 8, which causes discharges with the capacity of the transmission line, which create electrons and go into resonance, which can cause the dice to overheat in some places, causing damage eventually die 8 and disrupt the path of the beam.
  • die 8 is subjected to a DC voltage of a few kilovolts, which is superimposed on the HF voltage.
  • Counter-die 12 is also subjected to the same DC voltage as die 8, in order to avoid deflection of the beam during the first turns.
  • the accelerator of the present invention may be indifferently a cyclotron or a synchrocyclotron, the configuration of the source assembly 11 being adapted depending on the type of accelerator.
  • the source assembly 11 as described above can be used advantageously for example for a synchrocyclotron whose average magnetic field produced in the acceleration chamber is between 4 and 7 Tesla, the gap between the two poles of the synchrocyclotron having a substantially symmetrical profile with respect to said median plane, and whose height varies radially, said profile of the air gap comprising successively from said central axis: a first circular portion, of radius R2, centered on said central axis, the the height of the air gap in the center is of height H cen tre, and grows progressively, starting from a radius RI, up to a maximum height Hmax at the end of the radius R2; a second annular portion where the height of the air gap gradually decreases to a height H edges at the edges of said poles; said height H hundred re of the air gap at the center of said first circular portion (7) being greater than 10 cm, and the ratio of said maximum height H max of said height H cen tre being between 1.1 and 1, 5.
  • the accelerator comprises an airlock 21, located outside the acceleration chamber 5 in the extension of the channel 25 used for the introduction of the source assembly 11 in the chamber d 5, and for the extraction of the source assembly from the acceleration chamber 5.
  • This airlock 21 makes it possible to carry out the maintenance of a source of particles 9 and / or a puller 10 without compromising the vacuum inside the acceleration chamber 5.
  • the replacement of a source of particles 9 and / or a puller 10 is advantageously as follows: a) extraction of the source assembly 11 out of the acceleration chamber in the airlock 21, which is isolated from the atmosphere and in communication with the acceleration chamber 5; b) isolating the chamber 21 of the acceleration chamber 5, by closing the airlock door 25; c) pressurizing airlock 21; d) extracting the source assembly 11 from the airlock 21; e) replacing the particle source 9 and / or the extracting electrode 10; f) placing the source assembly 11 in the airlock 21; g) isolation of the lock chamber 21 with respect to the atmosphere; h) evacuation of the airlock 21; i) placing the airlock 21 in communication with the acceleration chamber 5, by opening the airlock door 25; and j) introducing the source assembly 11 into the acceleration chamber 5, the metal part 13 of the source assembly 11 connecting to the die 8 via the RF contacts.
  • Counterdehyde - Second accelerating electrode composed of a second pair of electrode plates - Fixed portions of counter electrode plates (12a, 12c) - counter electrode electrode plate portions mounted on the support structure of the source set (12b)

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Abstract

Accélérateur de particules (1) comprenant une chambre d'accélération (5) permettant d'accélérer des particules produites par une source de particules située au voisinage d'un axe central (3) de l'accélérateur, perpendiculaire à un plan médian (4), sous l'action combinée d'un champ magnétique créé par deux pôles et un champ électrique perpendiculaire audit champ magnétique, dans lequel ladite source de particules (9) est comprise et supportée par une structure de support (15 et 16) qui permet de positionner ladite source de particules dans la région centrale au voisinage de l'axe central (3) de ladite chambre d'accélération (5); caractérisé en ce que : l'ensemble de source (11) comprenant ladite source de particules (9) et la structure de support (15 et 16) est mobile de manière à être positionné comme unité dans ladite chambre d'accélération ou de manière à être extrait comme unité hors de ladite chambre d'accélération par un mouvement s'effectuant de manière radiale dans le plan médian (4).

Description

Accélérateur de particules et méthode de maintenance d'un accélérateur de particules
DOMAINE TECHNIQUE
[0001] La présente invention se rapporte globalement à un accélérateur de particules et à une méthode de maintenance d'un tel accélérateur et, plus particulièrement, à un ensemble de source pour un accélérateur de particules.
DESCRIPTION DE L'ETAT DE LA TECHNIQUE
[0002] Les accélérateurs de particules circulaires comme les cyclotrons ou les synchrocyclotrons ont généralement une structure comprenant deux bobines d' induction magnétique entourant radialement une cavité comprise entre deux pôles. Des particules sont produites dans une source de particules située au voisinage d'un axe central de l'accélérateur, pour être accélérées, dans un plan médian, perpendiculaire à l'axe central, suivant une trajectoire en forme de spirale, ceci sous l'action combinée d'un champ magnétique créé entre les deux pôles et d'un champ électrique perpendiculaire au champ magnétique et créé par une tension alternative haute fréquence entre des électrodes accélératrices couramment appelées dé et contre- dé.
[0003] L'injection de particules dans un accélérateur de particules peut s'effectuer à l'aide d'une source externe de particules ou d'une source interne. Une source externe de particules nécessite une ligne d'injection traversant un des deux pôles de l'accélérateur selon l'axe central perpendiculaire au plan médian et au bout de laquelle se trouve un inflecteur modifiant la trajectoire du faisceau de manière à ce que les particules effectuent une trajectoire en forme de spirale dans le plan médian. La ligne d'injection comprend par exemple 4 quadripôles pour la focalisation du faisceau. Ce moyen d'injection est assez compliqué à mettre en œuvre et nécessite un usinage particulier des pôles.
[0004] Généralement l'utilisation d'une source interne de particules est préférée. Un exemple de source interne utilisée dans les accélérateurs de particules est une source PIG (Penning ionization gauge ou Jauge de Penning) à cathode froide. Un exemple de source PIG est décrit dans le document de F. Dworschak et. al, « An improved ion source for a compact cyclotron », EPAC1988, p. 1056-1058. Une source PIG comprend deux cathodes situées aux extrémités d'une anode cylindrique creuse comprenant une fente pour l'extraction des particules. Un gaz est injecté dans la source, les cathodes sont polarisées négativement par rapport à l'anode et émettent des électrons ionisant le gaz, créant un plasma. La fente de la source est positionnée à proximité d'une électrode d'extraction, communément appelée « puller », le « puller » étant polarisé par rapport à la source de manière à créer un champ électrique pour l'extraction des particules ionisées hors de la source. Le fonctionnement d'une source dans un cyclotron et un exemple d'une telle source utilisée dans un cyclotron du demandeur sont décrits de manière plus détaillée dans le document de W. Kleeven, « Injection and extraction for cyclotrons », CAS - CERN Accelerator School and KVI : Specialised CAS Course on Small Accelerators , Zeegse, The Netherlands, 24 May - 2 Jun 2005, pp.271-296.
[0005] Les sources de particules subissent une érosion au cours du temps et doivent être remplacées périodiquement. Afin d'obtenir une qualité optimale de faisceau, et d'éviter que les particules sortant de la source n'entre en collision avec le puller ou avec la source lors des premiers tours d'orbite, la source soit être positionnée de façon précise par rapport au puller. Le document US7786442 présente une solution permettant le placement précis d'une source de particules dans un cyclotron. La source est montée sur un support comprenant un moyen de réglage de la position de la source, actionnable au moyen d'une vis moletée située en dehors de la cavité accélératrice du cyclotron.
[0006] Le puller, comme les sources de particules, subit également une érosion au cours du temps et doit être remplacé périodiquement. Le positionnement du puller vis-à- vis de la source doit être réalisé de manière précise. Le document US7038403 décrit un outil de positionnement d'un puller réalisé en deux parties, une partie inférieure, et une partie supérieure détachable de la première partie. La partie supérieure étant proche de la trajectoire du faisceau, celle-ci s'érode plus vite que la partie inférieure et doit être remplacée plus fréquemment.
[0007] Néanmoins, les opérations de maintenance telles que décrites ci-dessus nécessitent toujours un contrôle de la position de la source par rapport au puller, ainsi que l'ouverture du cyclotron pour le changement du puller ou de sa partie supérieure telle que décrite plus haut. Ce problème de positionnement d'une source par rapport au puller est assez critique dans le cas des synchrocyclotrons à champ magnétique élevé, où le diamètre de la source est généralement plus étroit que dans les cyclotrons. En effet, plus le champ magnétique d'un synchrocyclotron est élevé, plus le rayon de courbure des trajectoires prises par les particules à la sortie de la source diminue. Le diamètre de la source est minimisé de manière à ce que la trajectoire prise par les particules ne rencontre pas les parois de la source. La forme du puller et sa position par rapport à la source est également optimisée de manière à ce que la trajectoire prise par les particules contourne le puller. Lorsque l'on insère radialement une source de diamètre réduit dans une chambre accélératrice d'un accélérateur, la position de cette source doit être la plus précise possible par rapport au puller. Ces dispositifs pour le positionnement précis d'une source vis-à-vis d'un puller tels que décrits ci-dessus, nécessitent un réglage minutieux suivi de tests de faisceau. De plus, les plaques formant le dé d'un synchrocyclotron sont soumises à une tension haute fréquence variable et sont susceptibles de bouger par rapport à la source lors du fonctionnement du synchrocyclotron. Si le puller est en contact avec les plaques du dé, le mouvement des plaques peut entraîner une variation de la position du puller par rapport à la source et avoir un impact sur l'extraction des particules hors de la source.
[0008] Le document de R. Galiana, "The proton source for the improved CERN synchro-cyclotron", Fifth International cyclotron conférence, Oxford, 17-20 september 1969, Proceedings, London, Butterworths , 1971, p. 728-735, décrit une région centrale d'un synchro-cyclotron, ladite région centrale comprenant une source dont la position est ajustée avec le puller. Ladite région centrale fait partie d'un assemblage cylindrique s' insérant de manière axiale dans le synchrocyclotron. Un tel assemblage nécessite un forage dans au moins un des pôles du synchrocyclotron pour insérer la région centrale et faire passer un conduit de gaz pour l'alimentation de la source.
[0009] Dans le cas des synchrocyclotrons à haut champ magnétique, il devient impossible ou très difficile de dessiner la région centrale du synchrocyclotron, car le champ magnétique très élevé entraine une diminution du rayon des premières orbites prises par les particules, de manière telle que les particules n'arrivent pas à contourner la source d'ion au premier tour. De plus, le forage du trou dans un des pôles du synchrocyclotron modifie localement le champ magnétique au centre de la cavité accélératrice, où le champ magnétique au voisinage de la source s'accroît initialement avec le rayon jusqu'à un maximum, puis retombe légèrement avec le rayon. L'index de focalisation de champ est donc initialement négatif ce qui provoque une défocalisation de la trajectoire des particules sur un court rayon. Cet effet augmente avec le rayon de la source, d'où la nécessité de minimiser le diamètre du trou dans la culasse et le diamètre de la source, ce qui réduit la capacité de production de particules. Aussi, il est nécessaire d'insérer des pièces métalliques circulaires de compensation de champ magnétique, couramment appelées « shims ».
[0010] Le dispositif de la présente invention a pour but de permettre une maintenance rapide de la source et/ou du puller, tout en gardant un positionnement précis de la source vis-à-vis du puller de manière à éviter la collision de particules avec la source ou le puller.
[0011] Le dispositif de la présente invention a également pour but de permettre le positionnement précis d'une source sans avoir recours au forage axial dans un des pôles de l'accélérateur.
RESUME DE L' INVENTION
[0012] La présente invention concerne un accélérateur de particules comprenant une chambre d' accélération permettant d' accélérer des particules produites par une source de particules située au voisinage d'un axe central de l'accélérateur, perpendiculaire à un plan médian, sous l'action combinée d'un champ magnétique créé par deux pôles et un champ électrique perpendiculaire audit champ magnétique, dans lequel ladite source de particules est comprise et supportée par une structure de support qui permet de positionner ladite source de particules dans la région centrale au voisinage de l'axe central de ladite chambre d'accélération ; caractérisé en ce que : l'ensemble de source comprenant ladite source de particules et la structure de support est mobile de manière à être positionné comme unité dans ladite chambre d'accélération ou de manière à être extrait comme unité hors de ladite chambre d'accélération par un mouvement s' effectuant de manière radiale dans le plan médian.
[0013] De préférence, l'accélérateur comprend en outre une première électrode accélératrice appelée dé et comprenant une paire de premières plaques-électrodes agencées et espacées symétriquement par rapport audit plan médian les dites plaques électrodes étant découpées en plusieurs portions et dans lequel ladite structure de support est équipée d'une portion de plaque électrode du dé électriquement connectée à ladite électrode extractrice et apte à former un contact électrique avec la ou les autres portions de plaque-électrode dudit dé, lorsque la structure de support est introduite dans la chambre d'accélération.
[0014] De préférence, l'accélérateur comprend en outre une deuxième électrode accélératrice appelée contre-dé et comprenant une deuxième paire de plaques-électrodes agencées et espacées symétriquement par rapport audit plan médian, lesdites plaques-électrodes du contre dé étant découpées en plusieurs portions et dans lequel ladite structure de support est équipée d'une portion de plaque électrode du contre dé isolée électriquement des plaques- électrodes du dé ainsi que de la source et apte à former un contact électrique avec la ou les autres portions de plaque-électrode dudit contre-dé, lorsque la structure de support est introduite dans la chambre d'accélération.
[0015] De préférence, ladite structure de support comprend un bras supérieur et un bras inférieur.
[0016] De préférence, ledit bras supérieur et ledit bras inférieur comprennent des conduites d'alimentation en gaz de ladite une source de particules.
[0017] De préférence, ledit bras supérieur et ledit bras inférieur comprennent des cathodes positionnées de part et d'autre de ladite source de particules.
[0018] De préférence, ladite source est une source PIG
(Penning Ion Gauge ou Jauge de Penning) à cathode froide.
[0019] De préférence, lesdites plaques électrodes du dé et du contre-dé présentent un profil de manière à délimiter entre elles un espace, qui diminue progressivement en direction de ladite source de particules à partir d'un rayon centré sur la source.
[0020] De préférence, l'accélérateur comprend un canal traversant radialement les retours de flux permettant l'introduction ou l'extraction de l'ensemble de source par rapport à l'axe central de l'accélérateur.
[0021] De préférence, l'accélérateur comprend un sas situé dans le prolongement dudit canal, ledit sas permettant l'introduction dudit ensemble de source dans ladite chambre d'accélération ou l'extraction dudit ensemble de source hors de ladite chambre d'accélération. [0022] La présente invention concerne également une méthode de maintenance d'un accélérateur de particules tel que décrit ci-dessus dans lequel on effectue les étapes suivantes :
- extraction dudit ensemble de source hors de ladite chambre d' accélération ;
remplacement de ladite source de particules (9) et/ou de ladite électrode extractrice ; et
- introduction dudit ensemble de source dans ladite chambre d'accélération.
[0023] De préférence, on procède aux étapes suivantes :
- extraction de l'ensemble de source est extrait hors de ladite chambre d'accélération vers ledit sas, qui est isolé de l'atmosphère et en communication avec ladite chambre d' accélération ;
- isolation dudit sas de ladite chambre d' accélération ;
- mise sous pression atmosphérique dudit sas ;
- extraction dudit ensemble de source hors dudit sas ;
- remplacement de ladite source de particules et/ou de ladite électrode extractrice ;
- placement dudit ensemble de source dans ledit sas ; - isolation dudit sas par rapport à l'atmosphère ;
- mise sous vide dudit sas ;
- mise en communication dudit sas avec ladite chambre d' accélération ; et
- introduction dudit ensemble de source dans ladite chambre d'accélération. DESCRIPTION DES FIGURES
[0024] D'autres caractéristiques et avantages résulteront de la description détaillée d'exécutions préférées de l'invention à l'aide des dessins en annexe, dans lesquels :
- Fig. 1 est une coupe schématique d'un accélérateur de particules comprenant un ensemble de source selon la présente invention représenté dans une première position (position opérationnelle) , le plan de coupe étant perpendiculaire au plan médian dans lequel les particules sont accélérées et passe par l'axe central de l'accélérateur ;
- Fig. 2 est une coupe qui correspond à celle de la Fig.
1, l'ensemble de source étant représenté dans une seconde position (position extraite) ;
- Fig. 3 est une coupe schématique de l'accélérateur de particules, l'ensemble de source étant représenté dans la première position selon la Fig. 1 (position opérationnelle) , mais le plan de coupe est parallèle au plan médian de l'accélérateur ; et
- Fig. 4 est une coupe qui correspond à celle de la Fig. 3, l'ensemble de source étant représenté dans sa seconde position selon la Fig. 2 (position extraite) .
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L'INVENTION
[0025] Les Figures servant à illustrer l'invention montrent un accélérateur circulaire globalement identifié avec la référence 1, comme par exemple un cyclotron ou un synchrocyclotron . La référence 3 identifie un axe central de l'accélérateur 1, et la référence 4 un plan médian de l'accélérateur qui est perpendiculaire à l'axe central 3. [0026] Un tel accélérateur 1 comprend généralement un circuit magnétique comprenant deux pôles magnétiques 2, 2', séparés par un entrefer et agencés symétriquement de part et d'autre du plan médian 4, des bobines d'induction magnétique 6 qui entourent lesdits pôles magnétiques 2, 2', et un circuit de retour de flux 7, qui ferme le circuit magnétique .
[0027] Ledit entrefer entre lesdits pôles 2, 2', comprend une paire d'électrodes accélératrices 8, 12, couramment appelées dé 8 et contre-dé 12 formés par des plaques électrode agencées symétriquement par rapport au plan médian 4, formant une chambre d'accélération 5. Un champ électrique alternatif est créé entre le dé 8 et le contre-dé 12, perpendiculairement au champ magnétique entre les pôles 2, 2', de telle sorte à accélérer des particules dans le plan médian 4 suivant une trajectoire en forme de spirale .
[0028] Les particules à accélérer sont produites par une source de particules 9, agencée dans une région centrale de la chambre d'accélération 5. Cette source de particules 9 comprend une fente qui est positionnée à proximité d'une électrode extractrice 10, communément appelée « puller ». Le puller 10 est polarisé par rapport à la source de particules 9, de manière à créer un champ électrique pour l'extraction des particules ionisées hors de la source de particules 9.
[0029] Selon un aspect de l'invention, la source de particules 9 et le puller 10 ont une structure de support commune 15, 16, qui permet de positionner la source de particules 9 et le puller 10 comme unité pré-assemblée dans la région centrale de la chambre d'accélération 5. La source de particules 9 et le puller 10 font plus particulièrement partie d'un ensemble de source, repéré globalement par la référence 11. Cet ensemble de source 11 peut être introduit dans et extrait hors de la chambre d'accélération 5 à travers un canal 25 traversant le circuit de retour de flux 7. De préférence, ledit canal 25 permet l'introduction de l'ensemble de source 11 de manière radiale .
[0030] Au moins une des dites plaques électrodes du dé 8 est découpée en plusieurs portions 8a, 8b et la structure de support 15, 16 est avantageusement équipée d'au moins une portion 8b de plaque électrode du dé 8, électriquement connectée à ladite électrode extractrice 10 et apte à former un contact électrique avec la ou les autres portions 8a de plaque-électrode dudit dé, lorsque la structure de support 15, 16 est introduite dans la chambre d'accélération 5.
[0031] L'ensemble de source 11 sera maintenant décrit plus en détail à l'aide des Fig. 1 et Fig. 2. Sa structure de support commune comprend avantageusement un bras supérieur 15 et un bras inférieur 16 pour une insertion de manière radiale dans la chambre d'accélération 5. La source de particules 9 est avantageusement une source PIG (Penning Ion Gauge, ou Jauge de Penning) à cathode froide, qui est positionnée de manière substantiellement perpendiculaire par rapport aux bras 15, 16. Ces bras 15, 16 comprennent aussi des cathodes 19, qui sont positionnées de part et d'autre de la source de particules 9, ainsi que des conduits de gaz 18, qui traversent les bras pour alimenter la source de particules 9 avec un gaz.
[0032] L'extrémité avant de l'ensemble de source 11 est équipée d'une paire de portions 8b de plaques électrodes du contre dé 8, qui sont supportées par les bras 15, 16, de façon à être symétriques par rapport au plan médian 4, lorsque l'ensemble de source 11 est dans sa position opérationnelle montrée sur les Fig. 1 et Fig. 3. Ces portions 8b de plaques électrodes du contre dé 8 sont aptes à entrer en contact avec les portions 8a fixes de plaques électrodes du dé 8, lorsque l'ensemble de source 11 est introduit dans sa position opérationnelle montrée sur les
Fig. 1 et Fig. 3.
[0033] Sur les Fig. 3 et Fig.4, on voit que les portions fixes 8a des plaques électrode du dé 8 présentent des logements dont la forme est complémentaire à la forme des portions 8b des plaques électrodes du dé montées sur les bras 15, 16. Le contact électrique entre les portions fixes 8a des plaques électrodes du dé 8 et les portions 8b des plaques électrodes du dé montées sur la structure de support 15, 16 est établi de préférence par des contacts RF.
[0034] Les portions 8b de plaques électrode du dé 8 montées sur la structure de support 15, 16 sont électriquement connectées au puller 10. Il s'ensuit que le puller 10 est connecté électriquement aux portions fixes 8a de plaques électrode du dé 8, lorsque l'ensemble de source
11 est introduit dans sa position opérationnelle montrée sur les Fig. 1 et Fig. 3.
[0035] La position de la source de particules 9 vis-à- vis du puller 10 est calculée de telle manière à optimiser la trajectoire des particules sortant de la source de particules 9 et à éviter que ces particules entrent en collision avec le puller 10 ou retombent sur la source de particules 9.
[0036] Il sera apprécié qu'avec l'ensemble de source 11, la position du puller 10 par rapport à la source de particules 9 peut être ajustée à l'extérieur de l'accélérateur 1, que cette position prédéfinie ne change plus pendant le montage de l'ensemble de source 11 dans la chambre d'accélération 5, et qu'un mouvement des plaques électrode du dé 8, en fonctionnement de l'accélérateur, n'a plus guère d'influence sur l'ajustement entre le puller 10 et a source de particules 9.
[ 0037 ] Lorsque la source de particules 9 et/ou le puller 10 doivent être remplacés, l'ensemble de source 11 est extrait de l'accélérateur 1, la source de particules 9 et/ou le puller 10 sont remplacées, et l'ensemble de source 11 est réintroduit dans l'accélérateur. L'ensemble de source 11 comprend avantageusement des emplacements pré¬ aménagés pour la source de particules 9 et le puller 10, permettant leur positionnement précis et facile. L'ensemble de source 11 permet donc une maintenance rapide de la source de particules 9 et/ou du puller 10, tout en garantissant un positionnement précis de la source de particules 9 par rapport au puller 10.
[ 0038 ] Selon un aspect avantageux, au moins une des dites plaques électrodes du contre-dé 12 est découpée en plusieurs portions 12a, 12b, 12c et la structure de support
15, 16 est avantageusement équipée d'au moins une portion 12b de plaque électrode du contre-dé 12 apte à former un contact électrique avec la ou les autres portions 12a, 12c de plaque-électrode dudit contre-dé 12, lorsque la structure de support 15, 16 est introduite dans la chambre d' accélération.
[ 0039] Selon un aspect avantageux, chacun des bras 15 et 16 de l'ensemble de source 11 supporte une portion 12b de plaque électrode du contre-dé isolée électriquement de la source 9 et du dé 8.
[ 0040 ] Les Fig. 3 et Fig. 4, montrent un exemple de découpage en plusieurs portions des plaques électrodes du dé 8a, 8b et des plaques électrodes du contre-dé 12a, 12b, 12c. Ces figures 3 et 4 sont présentées à titre indicatif et ne constituent pas une limitation sur le mode de découpage de ces plaques.
[0041] Sur les Fig. 1 et Fig. 2 on voit qu'à proximité de la source de particules 9, les plaques électrodes du dé 8 et du contre dé 12 délimitent entre elles un espace dont la hauteur diminue progressivement en se rapprochant de ladite source de particules 9. Un tel profil a pour effet de confiner le champ électrique entre le dé 8 et le contre dé 12 au voisinage de la source de particules 9.
[0042] Il sera noté que l'accélération de la particule est directement proportionnelle à l'intensité du champ électrique entre le dé 8 et le contre dé 12. La source de particules 9 est placée à un potentiel de zéro ou proche de zéro entre le dé 8 et le contre dé 12. Lorsque les particules sortent de la source de particules 9 sous l'effet du champ électrique entre la source de particules 9 et le puller 10, le champ électrique doit être suffisamment important pour donner l'accélération nécessaire aux particules, de telle sorte que le rayon de courbure de leur trajectoire à la sortie de la source soit suffisamment grand pour que les particules ne retombent pas sur la source de particules 9. Après avoir effectué au moins un tour autour de la source de particules 9, la trajectoire des particules doit aussi contourner le puller 10. Après quelques tours autour de la source de particules 9 selon une trajectoire en spirale, les particules ont acquis une certaine accélération et ont tendance à se repousser entre elles. Le faisceau ou paquet de particules s'élargit, c'est ce que l'on appelle l'effet de charge. Afin d'éviter toute collision entre les particules et les plaques électrodes du dé 8 et du contre-dé 12, la distance entre les plaques électrodes du dé 8 augmentent en s' éloignant de la source de particules 9, de même que la distance entre les plaques électrodes du contre-dé 12. Préférablement ces distances augmente jusqu'à un certain rayon inférieur au rayon de la cavité d'accélération 5. La diminution d'intensité du champ électrique qui en résulte a peu d'impact sur l'accélération des particules, puisque ces dernières ont déjà acquis lors des premiers tours une accélération suffisante pour effectuer leur trajectoire en spirale.
[0043] Le dé 8 qui est relié à un générateur radiofréquence 22 et avantageusement aussi relié à un générateur de tension continue de quelques kilovolts, ceci afin de supprimer l'effet « multipactor ». Cet effet multipactor est causé par la polarisation RF du dé 8, qui provoque des décharges avec la capacité de la ligne de transmission, qui créent des électrons et entrent en résonnance, ce qui peut provoquer 1 ' échauffement du dé 8 à certains endroits, endommager à terme le dé 8 et perturber la trajectoire du faisceau. Afin de supprimer cet effet, le dé 8 est soumis à une tension continue de quelques kilovolts, qui se superpose à la tension HF. Le contre-dé 12 est également soumis à la même tension continue que le dé 8, afin d'éviter une déviation du faisceau lors des premiers tours .
[0044] L'accélérateur de la présente invention peut être indifféremment un cyclotron ou un synchrocyclotron, la configuration de l'ensemble de source 11 étant adaptée en fonction du type d'accélérateur.
[0045] L'ensemble de source 11 tel que décrit ci-dessus peut être utilisé avantageusement par exemple pour un synchrocyclotron dont le champ magnétique moyen produit dans la chambre d'accélération est compris entre 4 et 7 Tesla, l'entrefer entre les deux pôles du synchrocyclotron présentant un profil substantiellement symétrique par rapport audit plan médian, et dont la hauteur varie radialement, ledit profil de l'entrefer comportant successivement à partir dudit axe central : - une première portion circulaire, de rayon R2, centrée sur ledit axe central, dont la hauteur de l'entrefer au centre est de hauteur Hcentre , et croît progressivement, à partir d'un rayon RI, jusqu'à une hauteur maximum Hmax à l'extrémité du rayon R2 ; - une seconde portion annulaire où la hauteur de l'entrefer décroît progressivement jusqu'à une hauteur Hbords aux bords des dits pôles ; ladite hauteur Hcentre de l'entrefer au centre de ladite première portion circulaire (7) étant supérieure à 10 cm, et le rapport de ladite hauteur maximale Hmax sur la dite hauteur Hcentre étant compris entre 1,1 et 1,5.
[0046] Dans un mode de réalisation préféré, l'accélérateur comprend un sas 21, situé en dehors de la chambre d'accélération 5 dans le prolongement du canal 25 utilisé pour l'introduction de l'ensemble de source 11 dans la chambre d'accélération 5, et pour l'extraction de l'ensemble de source hors de la chambre d'accélération 5. Ce sas 21 permet d'effectuer la maintenance d'une source de particules 9 et/ou d'un puller 10 sans compromettre le vide à l'intérieur de la chambre d'accélération 5. La référence
25 repère une porte de sas qui permet d'isoler le sas 21 de façon étanche de la chambre d'accélération 5.
[0047] Avec un tel sas 21, le remplacement d'une source de particules 9 et/ou d'un puller 10 se fait avantageusement comme suit : a) extraction de l'ensemble de source 11 hors de la chambre d'accélération dans le sas 21, qui est isolé de l'atmosphère et en communication avec la chambre d' accélération 5 ; b) isolation du sas 21 de la chambre d'accélération 5, en fermant la porte de sas 25 ; c) mise sous pression atmosphérique du sas 21 ; d) extraction de l'ensemble de source 11 hors du sas 21 ; e) remplacement de la source de particules 9 et/ou de l'électrode extractrice 10 ; f) placement de l'ensemble de source 11 dans le sas 21 ; g) isolation du sas 21 par rapport à l'atmosphère ; h) mise sous vide du sas 21 ; i) mise en communication du sas 21 avec la chambre d'accélération 5, en ouvrant la porte de sas 25 ; et j) introduction de l'ensemble de source 11 dans la chambre d'accélération 5, la pièce métallique 13 de l'ensemble de source 11 se connectant au dé 8 via les contacts RF.
LISTING DES REFERENCES NUMERIQUES DES FIGURES
1) Accélérateur de particules
2) Pôles
3) Axe central
4) Plan médian
5) Chambre d accélération
6) Bobines
7) Retours de flux
8) dé - Première électrode accélératrice composée d'une paire de plaques électrodes - Portions fixes de plaques électrodes du dé (8a) - Portions de plaques électrodes du dé montées sur la structure de support de l'ensemble de source (8b)
9) Source de particules
10) Extracteur - Puller - Electode extractrice
11) Ensemble de source
12) Contre-dé - Seconde électrode accélératrice composée d'une seconde paire de plaques-électrodes - Portions fixes de plaques électrodes du contre dé (12a, 12c) - portions de plaques électrodes du contre-dé montées sur la structure de support de l'ensemble de source (12b)
15) Premier bras de la structure de support
16) Deuxième bras de la structure de support
18) Alimentation gaz
19) Cathode
21) Sas
22) Alimentation RF
23) Ligne de transmission
24) Support contre-dé
25) Canal

Claims

REVENDICATIONS
Accélérateur de particules (1) comprenant une chambre d'accélération (5) permettant d'accélérer des particules produites par une source de particules située au voisinage d'un axe central (3) de l'accélérateur, perpendiculaire à un plan médian (4), sous l'action combinée d'un champ magnétique créé par deux pôles et un champ électrique perpendiculaire audit champ magnétique, dans lequel ladite
source de particules (9) est comprise et supportée par une structure de support (15 et 16) qui permet de positionner ladite source de particules dans la région centrale au voisinage de l'axe central (3) de ladite chambre d'accélération (5) ; caractérisé en ce que : l'ensemble de source (11) comprenant ladite source de particules (9) et la structure de support (15 et 16) est mobile de manière à être positionné comme unité dans ladite chambre d' accélération ou de manière à être extrait comme unité hors de ladite chambre d'accélération par un mouvement s' effectuant de manière radiale dans le plan médian (4) .
Accélérateur (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' il comprend en outre une première électrode accélératrice appelée dé (8) et comprenant une paire de premières plaques-électrodes agencées et espacées symétriquement par rapport audit plan médian (4) les dites plaques électrodes étant découpées en plusieurs portions (8a, 8b) et dans lequel ladite structure de support (15, 16) est équipée d'une portion (8b) de plaque électrode du dé (8) électriquement connectée à ladite électrode extractrice (10) et apte à former un contact électrique avec la ou les autres portions (8a) de plaque-électrode dudit dé (8), lorsque la structure de support (15, 16) est introduite dans la chambre d' accélération.
Accélérateur de particules (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce qu' il comprend en outre une deuxième électrode accélératrice appelée contre-dé (12) et comprenant une deuxième paire de plaques-électrodes agencées et espacées symétriquement par rapport audit plan médian (4), lesdites plaques-électrodes du contre dé étant découpées en plusieurs portions (12a, 12b, 12c) et dans lequel ladite structure de support (15, 16) est équipée d'une portion (12b) de plaque électrode du contre dé (12) isolée électriquement des plaques- électrodes du dé (8) ainsi que de la source (9) et apte à former un contact électrique avec la ou les autres portions (12a, 12c) de plaque-électrode dudit contre-dé (12), lorsque la structure de support (15, 16) est introduite dans la chambre d'accélération (5).
Accélérateur de particules (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite structure de support (15, 16) comprend un bras supérieur (15) et un bras inférieur (16) .
Accélérateur de particules (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit bras supérieur (15) et ledit bras inférieur (16) comprennent des conduites d'alimentation en gaz (18) de ladite une source de particules (9) .
6. Accélérateur de particules (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit bras supérieur (15) et ledit bras inférieur (16) comprennent des cathodes (19) positionnées de part et d'autre de ladite source de particules (9).
Accélérateur de particules (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite source (9) est une source PIG (Penning Ion Gauge ou Jauge de Penning) à cathode froide.
Accélérateur de particules (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdites plaques électrodes du dé (8) et du contre-dé (12) présentent un profil de manière à délimiter entre elles un espace, qui diminue progressivement en direction de ladite source (9) de particules à partir d'un rayon centré sur la source (9) .
Accélérateur de particules (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un canal (25) traversant radialement les retours de flux (7) permettant l'introduction ou l'extraction de l'ensemble de source (11) par rapport à l'axe central de l'accélérateur (1).
Accélérateur de particules (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un sas (21) situé dans le prolongement dudit canal (25), ledit sas (21) permettant l'introduction dudit ensemble de source (11) dans ladite chambre d'accélération (5) ou l'extraction dudit ensemble de source (11) hors de ladite chambre d'accélération (5) .
Méthode de maintenance d'un accélérateur de particules (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant les étapes suivantes : - extraction dudit ensemble de source (11) hors de ladite chambre d'accélération (5) ;
remplacement de ladite source de particules (9) et/ou de ladite électrode extractrice (10) ; et
- introduction dudit ensemble de source (11) dans ladite chambre d'accélération (5) .
Méthode de maintenance d'un accélérateur de particules (1) selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'on procède aux étapes suivantes :
- extraction de l'ensemble de source (11) est extrait hors de ladite chambre d'accélération (5) vers ledit sas (21), qui est isolé de l'atmosphère et en communication avec ladite chambre d' accélération (5) ;
- isolation dudit sas (21) de ladite chambre d'accélération (5) ;
- mise sous pression atmosphérique dudit sas (21) ;
- extraction dudit ensemble de source (11) hors dudit sas (21) ;
- remplacement de ladite source de particules (9) et/ou de ladite électrode extractrice (10) ;
- placement dudit ensemble de source (11) dans ledit sas (21) ;
- isolation dudit sas (21) par rapport à 1 ' atmosphère ;
- mise sous vide dudit sas (21) ;
- mise en communication dudit sas (21) avec ladite chambre d'accélération (5) ; et
- introduction dudit ensemble de source (11) dans ladite chambre d'accélération (5) .
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104320904A (zh) * 2014-10-21 2015-01-28 明建川 微波电子加速器
CN106604512A (zh) * 2016-12-07 2017-04-26 兰州空间技术物理研究所 离子推力器等离子体参数诊断静电探针定位系统及定位方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050283199A1 (en) * 2004-06-18 2005-12-22 General Electric Company Method and apparatus for ion source positioning and adjustment
US7038403B2 (en) 2003-07-31 2006-05-02 Ge Medical Technology Services, Inc. Method and apparatus for maintaining alignment of a cyclotron dee

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7038403B2 (en) 2003-07-31 2006-05-02 Ge Medical Technology Services, Inc. Method and apparatus for maintaining alignment of a cyclotron dee
US20050283199A1 (en) * 2004-06-18 2005-12-22 General Electric Company Method and apparatus for ion source positioning and adjustment
US7786442B2 (en) 2004-06-18 2010-08-31 General Electric Company Method and apparatus for ion source positioning and adjustment

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
F. DWORSCHAK: "An improved ion source for a compact cyclotron", EPAC1988, pages 1056 - 1058
GALIANA R.: "The proton source for the improved CERN synchrocyclotron", FIFTH INTERNATIONAL CYCLOTRON CONFERENCE OXFORD, UK 1971, 17 September 1969 (1969-09-17) - 20 September 1969 (1969-09-20), London UK, pages 728 - 735, XP002673741 *
HOLM S: "Factors affecting beam intensity and quality in synchrocyclotrons", FIFTH INTERNATIONAL CYCLOTRON CONFERENCE OXFORD UK 1969, 17 September 1969 (1969-09-17) - 20 September 1969 (1969-09-20), pages 736 - 748, XP002673743 *
R. GALIANA: "Fifth International cyclotron conference, Oxford", 17 September 1969, BUTTERWORTHS, article "The proton source for the improved CERN synchro-cyclotron", pages: 728 - 735
STAFF M S C: "Status report on the CERN synchrocyclotron improvement programme", FIFTH INTERNATIONAL CYCLOTRON CONFERENCE OXFORD, UK 1971, 17 September 1969 (1969-09-17) - 20 September 1969 (1969-09-20), London, pages 719 - 727, XP002673742 *
W. KLEEVEN: "Injection and extraction for cyclotrons", CAS - CERN ACCELERATOR SCHOOL AND KVI: SPECIALISED CAS COURSE ON SMALL ACCELERATORS, ZEEGSE, THE NETHERLANDS, 24 May 2005 (2005-05-24), pages 271 - 296

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104320904A (zh) * 2014-10-21 2015-01-28 明建川 微波电子加速器
CN106604512A (zh) * 2016-12-07 2017-04-26 兰州空间技术物理研究所 离子推力器等离子体参数诊断静电探针定位系统及定位方法

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