PROCEDE POUR GENERER DES NEUTRONS PROCESS FOR GENERATING NEUTRONS
La présente invention concerne notamment les procédés et sources de génération de neutrons. The present invention relates in particular to methods and sources of neutron generation.
La présente invention concerne, en outre, les procédés pour la fusion et/ou la fission nucléaire ainsi que les collisiorineurs pour la génération de noyaux. The present invention further relates to methods for nuclear fusion and / or fission as well as collisioriners for nuclei generation.
Arrière-pian Rear-pian
La demande internationale WO 2009/052330 décrit un procédé de génération de neutrons comportant une étape de collision d'un faisceau d'ions et d'une cible. La cible comporte des atomes ayant le même état de spin que les ions. International application WO 2009/052330 describes a method for generating neutrons comprising a step of collision of an ion beam and a target. The target has atoms with the same spin state as the ions.
La demande internationale WO 99/05683 décrit un procédé de capture électronique par les protons afin de former des neutrons. International application WO 99/05683 describes a method for electron capture by protons in order to form neutrons.
Il est connu de générer des neutrons comme décrit dans EP0338619 ou dans la publication « Giant Dipole Résonance Neutron Yields Produced By Electrons As A Function Of Target Material And .Thickness » de Mao et al, Stanford Linear Accelerator Center, Stanford University. Toutefois, de tels procédés peuvent présenter un coût énergétique de génération des neutrons relativement élevé. It is known to generate neutrons as described in EP0338619 or in the publication "Giant Dipole Resonance Neutron Yields Produced By Electrons As A Function Of Target Material And .Thickness" by Mao et al, Stanford Linear Accelerator Center, Stanford University. However, such methods may have a relatively high energy cost of neutron generation.
Le brevet US 4 390 494 décrit un procédé de fusion nucléaire comportant une étape de collision entre deux faisceaux d'ions ayant leurs spins alignés. US Pat. No. 4,390,494 describes a nuclear fusion process comprising a step of collision between two ion beams having their spins aligned.
Le document H446 décrit un procédé pour contrôler les réactions de fusion. H446 discloses a method for controlling fusion reactions.
Le brevet US 7 232 985 décrit, quant à lui, un procédé de fusion contrôlée.US Pat. No. 7,232,985 describes, for its part, a controlled melting process.
Un premier objectif de la présente invention est de proposer de nouveaux procédés de génération de neutrons. A first object of the present invention is to provide novel methods for generating neutrons.
Un second objectif de la présente invention est de proposer de nouveaux collisiorineurs pour générer des neutrons. A second objective of the present invention is to propose new collisioriners for generating neutrons.
Un troisième obj ectif de la présente invention est de disposer de procédés et de dispositifs de génération de neutrons ayant un coût énergétique de génération de neutrons inférieur à ceux des procédés et dispositifs connus de l'état de la technique. A third object of the present invention is to provide neutron generation methods and devices having a lower energy cost of neutron generation than known prior art methods and devices.
Un quatrième objectif de la présente invention est de proposer de nouveaux procédés pour générer des noyaux par fusion ou fission nucléaire. A fourth objective of the present invention is to provide novel methods for generating nuclei by fusion or nuclear fission.
Un cinquième objectif de la présente invention est de proposer de nouveaux collisionneurs pour générer des noyaux.
Résumé A fifth objective of the present invention is to propose new colliders for generating nuclei. summary
Génération et utilisations de neutrons Generation and uses of neutrons
Selon un premier aspect, l'invention concerne un procédé pour générer des neutrons, par exemple un faisceau de neutrons, comportant au moins les étapes successives consistant à : According to a first aspect, the invention relates to a method for generating neutrons, for example a neutron beam, comprising at least the successive steps of:
a) mettre dans un état de spin défini et/ou mettre dans un état interfèrent! el au moins un faisceau de noyaux choisis parmi les protons (noyaux d'hydrogène), deuterons (noyaux de deutérium) et tritons (noyaux de tritium) et au moins un faisceau d'électrons, et ' b) faire entrer en collision lesdits au moins un faisceau de noyaux et au moins un faisceau d'électrons. a) put in a defined spin state and / or put in a state interfere! and at least one cluster of nuclei selected from protons (hydrogen nuclei), deuterons (deuterium nuclei) and tritons (tritium nuclei) and at least one electron beam, and 'b) colliding with said nucleotides. least one nucleus beam and at least one electron beam.
Par « faisceau », il faut comprendre un ensemble de particules, animées d'une vitesse, produit par une source dans une ou plusieurs directions spatiales donnée(s). By "beam", we must understand a set of particles, animated by a speed, produced by a source in one or more spatial directions (s).
Par « mettre un faisceau dans un état de spin défini », il faut comprendre que les moyens mis en œuvre pour la mise dans un état de spin défini permettent à, par exemple, au moins 50%, par exemple au moins 75%, par exemple sensiblement la totalité des particules constituant ledit faisceau d'avoir un état de spin déterminé. By "putting a beam into a defined spin state", it should be understood that the means implemented for setting into a defined spin state allow, for example, at least 50%, for example at least 75%, by substantially all the particles constituting said beam to have a determined spin state.
Les spins des électrons et des noyaux peuvent, lors de l'étape de collision, être alignés dans le même sens. The spins of electrons and nuclei can be aligned in the same direction during the collision step.
Les spins des électrons respectivement des noyaux et les vecteurs vitesses des électrons respectivement des noyaux peuvent être colinéaires lors de l'étape de collision. The spin of the electrons respectively of the nuclei and the velocity vectors of the electrons respectively of the nuclei can be collinear during the collision step.
Par « spin et vecteur vitesse colinéaires », il faut comprendre que le spin et le vecteur vitesse de ladite particule peuvent être de même sens ou de sens opposé. By "spin and velocity vector collinear", it is to be understood that the spin and the velocity vector of said particle can be of the same direction or of the opposite direction.
En particulier, les spins des électrons respectivement des noyaux et les vecteurs vitesses des électrons respectivement des noyaux peuvent être colinéaires et avoir le même sens lors de l'étape de collision. Autrement dit, les spins de particules données forment avec les vecteurs vitesses de ces mêmes particules un angle orienté compris entre - 10 et 10°. In particular, the spins of the electrons respectively of the nuclei and the electron velocity vectors respectively of the nuclei can be collinear and have the same meaning during the collision step. In other words, the spins of given particles form, with the velocity vectors of these same particles, an oriented angle of between -10 and 10 °.
Les faisceaux de noyaux et d'électrons peuvent, lors de l'étape de collision, avoir un sens de déplacement sensiblement opposé. Autrement dit, les vecteurs vitesses des noyaux et des électrons, amenés à entrer en collision, peuvent former, lors de l'étape de collision, un angle orienté compris entre 170 et 190°.
En variante, les faisceaux de noyaux et d'électrons peuvent avoir, iors de l'étape de collision, un sens de déplacement sensiblement identique. Autrement dit, les vecteurs vitesses des noyaux et des électrons, amenés à entrer en collision, peuvent former, lors de l'étape de collision, un angle orienté compris entre -10 et 10°. The bundles of cores and electrons may, during the collision step, have a substantially opposite direction of movement. In other words, the velocity vectors of the cores and electrons, caused to collide, can form, during the collision step, an oriented angle of between 170 and 190 °. Alternatively, the nuclei and electron beams may have, during the collision step, a substantially identical direction of movement. In other words, the velocity vectors of the cores and electrons, caused to collide, can form, during the collision step, an oriented angle of between -10 and 10 °.
Le procédé selon l'invention peut avoir un rendement de génération de neutrons supérieur à 10 %, par exemple à 25 %. The process according to the invention may have a neutron generation efficiency greater than 10%, for example 25%.
Le « rendement de génération de neutrons » est défini, comme : [nombre de neutrons générés par la collision des faisceaux de noyaux et d'électrons] / [0,5*(nombre de protons au sein du faisceau de noyaux + nombre d'électrons au sein du faisceau d'électrons) + (nombre de neutrons au sein du faisceau de noyaux)] , The "neutron generation efficiency" is defined as: [number of neutrons generated by the collision of the nuclei and electron beams] / [0.5 * (number of protons within the core beam + number of electrons within the electron beam) + (number of neutrons within the nucleus beam)],
Selon un autre de ses aspects, l'invention concerne un collisionneur pour générer des neutrons, par exemple pour la mise en œuvre d'un procédé tel que décrit ci- dessus, comportant : According to another of its aspects, the invention relates to a collider for generating neutrons, for example for the implementation of a method as described above, comprising:
- une enceinte, - a speaker,
- une source de noyaux configurée pour générer au moins un faisceau de noyaux choisis parmi les protons, deuterons et tritons, a source of nuclei configured to generate at least one group of nuclei chosen from protons, deuterons and newts,
- une source d'électrons configurée pour générer au moins un faisceau d'électrons, et an electron source configured to generate at least one electron beam, and
• un moyen permettant de générer un ou plusieurs champ(s) magnétique(s) confïguré(s) pour mettre lesdits au moins un faisceau de noyaux et au moins un faisceau d'électrons dans un état de spin défini avant la collision, et/ou Means for generating one or more configured magnetic field (s) to put said at least one core beam and at least one electron beam into a defined spin state prior to the collision, and or
• ' un moyen permettant d'obtenir dés interférences de particules configuré pour mettre lesdits au moins un faisceau de noyaux et au moins un faisceau d'électrons dans un état interférentiel avant la collision. • a means for obtaining particles of interference configured to said at least one core bundle and at least one electron beam in an interference condition before the collision.
Par « collisionneur », il faut comprendre un dispositif permettant l'obtention d'au moins une collision entre deux faisceaux de particules. By "collider" is meant a device for obtaining at least one collision between two particle beams.
Selon encore un autre de ses aspects, l'invention concerne une installation médicale, par exemple pour la destruction des cellules cancéreuses humaines ou animales, comportant au moins : According to yet another of its aspects, the invention relates to a medical installation, for example for the destruction of human or animal cancer cells, comprising at least:
- un moyen de positionnement d'un patient à traiter, a means for positioning a patient to be treated,
- un collisionneur, par exemple tel que défini plus haut, comportant au moins :
• une enceinte, a collider, for example as defined above, comprising at least: • a speaker,
• une source de noyaux configurée pour générer au moins un faisceau de noyaux, A source of cores configured to generate at least one bundle of cores,
• une source d'électrons configurée pour générer au moins un faisceau d'électrons, et An electron source configured to generate at least one electron beam, and
• un moyen permettant de générer un ou plusieurs champ(s) magnétique(s) configuré(s) pour mettre les spins des noyaux et des électrons, dans un état défini, et/ou Means for generating one or more magnetic field (s) configured to put the spin of the nuclei and electrons in a defined state, and / or
• un moyen permettant d'obtenir des interférences de particules configuré pour mettre lesdits au moins un faisceau de noyaux et d'électrons dans un état interférentiel. Means for obtaining particle interferences configured to bring said at least one nucleus and electron beam into an interference state.
Les neutrons générés selon l'invention peuvent ainsi par exemple être utilisés pour l'hadronthérapie. The neutrons generated according to the invention can thus for example be used for hadrontherapy.
Selon encore un autre de ses aspects, l'invention concerne l'utilisation des neutrons générés par ies procédés et/ou les colîisionneurs tels que décrits ci-dessus pour la fusion nucléaire ou plus généralement l'obtention de noyaux en Physique, expérimentale, la production de radio-isotopes et la transmutation. According to yet another of its aspects, the invention relates to the use of neutrons generated by the processes and / or colliders as described above for nuclear fusion or more generally to obtain nuclei in physics, experimental, radioisotope production and transmutation.
Génération et utilisations de noyaux Generation and uses of nuclei
Selon un autre aspect, l'invention concerne un procédé pour générer des noyaux, par exemple un faisceau de noyaux, comportant au moins les étapes successives consistant à : According to another aspect, the invention relates to a method for generating nuclei, for example a core bundle, comprising at least the successive steps of:
a) mettre au moins : a) put at least:
un faisceau de neutrons et au moins un faisceau de noyaux dans un état de spin défini et/ou dans un état interférentiel, ou a neutron beam and at least one nucleus beam in a defined spin state and / or in an interference state, or
- un faisceau de neutrons et au moins un faisceau de particules atomiques dans un état de spin défini, ou a neutron beam and at least one atomic particle beam in a defined spin state, or
un premier faisceau de noyaux et au moins un second faisceau de noyaux dans un état interférentiel, et a first group of cores and at least a second group of cores in an interference state, and
b) faire entrer en collision lesdits faisceaux. b) colliding said beams.
Par « particule atomique », il faut comprendre un ion ou un atome. By "atomic particle", it is necessary to understand an ion or an atom.
Par « mettre un faisceau de particules atomiques dans un état de spin défini », il faut comprendre que les noyaux desdites particules atomiques sont mis dans un état de spin
défini. Autrement dit, sauf mention contraire, les caractéristiques relatives au spin d'une particule atomique sont relatives au spin du noyau de ladite particule atomique. By "putting a beam of atomic particles in a defined spin state", it must be understood that the nuclei of said atomic particles are put in a spin state. defined. In other words, unless otherwise mentioned, the spin characteristics of an atomic particle are relative to the spin of the nucleus of said atomic particle.
Les spins des neutrons et des noyaux peuvent, lors de l'étape de collision, être alignés dans le même sens. Neutron and core spins can be aligned in the same direction during the collision stage.
Dans un autre exemple de réalisation, les spins des neutrons et des particules atomiques peuvent, lors. de l'étape de collision, être alignés dans le même sens. In another exemplary embodiment, the spin of neutrons and atomic particles may, when . from the collision stage, be aligned in the same direction.
Les spins des neutrons, respectivement des noyaux, et les vecteurs vitesses des neutrons, respectivement des noyaux, peuvent être colinéaires lors de l'étape de collision. The spin of the neutrons, respectively the nuclei, and the velocity vectors of the neutrons, or nuclei respectively, can be collinear during the collision step.
Les spins des neutrons, respectivement des particules atomiques, et les vecteurs vitesses des neutrons, respectivement des particules atomiques, peuvent être colinéaires lors de l'étape de collision. The spins of the neutrons, respectively the atomic particles, and the velocity vectors of the neutrons, respectively the atomic particles, can be collinear during the collision step.
En particulier, les spins des neutrons, respectivement des noyaux, et les vecteurs vitesses des neutrons, respectivement des noyaux, peuvent être colinéaires et avoir le même sens lors de l'étape de collision. In particular, the spin of neutrons, respectively nuclei, and the velocity vectors of neutrons, or nuclei respectively, can be collinear and have the same meaning during the collision step.
Dans un autre exemple de réalisation, les spins des neutrons, respectivement des particules atomiques, et les vecteurs vitesses des neutrons, respectivement des particules atomiques, peuvent être colinéaires et avoir le même sens lors de l'étape de collision. In another exemplary embodiment, the spins of neutrons, respectively atomic particles, and the velocity vectors of neutrons or atomic particles, can be collinear and have the same meaning during the collision step.
Les : The :
faisceaux de neutrons et de noyaux, ou beams of neutrons and nuclei, or
les faisceaux de neutrons et de particules atomiques, ou beams of neutrons and atomic particles, or
les premier et second faisceaux de noyaux, the first and second bundles of cores,
peuvent, lors de l'étape, de collision, avoir un sens de. déplacement sensiblement opposé.can, during the step, collision, have a sense of . substantially opposite displacement.
Autrement dit, les vecteurs vitesses : In other words, the velocity vectors:
des neutrons et des noyaux, ou neutrons and nuclei, or
des neutrons et des particules atomiques, ou neutrons and atomic particles, or
des noyaux des premier et second faisceaux de noyaux, nuclei of the first and second bundles of nuclei,
amenés à entrer en collision, peuvent former, lors de l'étape b), un angle orienté compris entre 170 et 190°. caused to collide, can form, during step b), an oriented angle between 170 and 190 °.
Selon un autre de ses aspects, l'invention concerne un procédé de production d'énergie comportant au moins les étapes successives consistant à : According to another of its aspects, the invention relates to a method for producing energy comprising at least the successive steps of:
a) mettre au moins :
un faisceau de neutrons et au moins un faisceau de noyaux dans un état de spin défini et/ou dans un état interférentiel, ou a) put at least: a neutron beam and at least one nucleus beam in a defined spin state and / or in an interference state, or
un faisceau de neutrons et au moins un faisceau de particules atomiques dans un état de spin défini, ou a neutron beam and at least one atomic particle beam in a defined spin state, or
un premier faisceau de noyaux et au moins un second faisceau de noyaux dans un état interférentiel, et a first group of cores and at least a second group of cores in an interference state, and
b) faire entrer en collision lesdits faisceaux, et b) colliding said beams, and
c) récupérer l'énergie produite par la collision ayant lieu à l'étape b). c) recovering the energy produced by the collision occurring in step b).
Selon un autre de ses aspects, l'invention concerne un procédé pour générer des particules comportant au moins les étapes consistant à : According to another of its aspects, the invention relates to a method for generating particles comprising at least the steps of:
mettre dans un état de spin défini et/ou dans un état interférentiel au moins un premier et un second faisceaux de neutrons, et putting in a defined spin state and / or in an interference state at least a first and a second neutron beam, and
faire entrer en collision lesdits premier et second faisceaux de neutrons. Selon un autre de ses aspects, l'invention concerne un collisionneur pour générer des noyaux, par exemple pour la mise en œuvre de procédés tel que décrits plus haut, comportant : colliding said first and second neutron beams. According to another of its aspects, the invention relates to a collider for generating nuclei, for example for the implementation of methods as described above, comprising:
une enceinte, a speaker,
une source : a source :
• de noyaux configurée pour générer au moins un faisceau de noyaux, ou Kernels configured to generate at least one core bundle, or
• de particules atomiques configurée pour générer au moins un faisceau de particules atomiques, Atomic particles configured to generate at least one atomic particle beam,
une source de neutrons configurée pour générer au moins un faisceau de neutrons, et a neutron source configured to generate at least one neutron beam, and
• un moyen permettant de générer un ou plusieurs champ(s) magnétique(s) configuré(s) pour mettre les spins des noyaux et des neutrons ou les spins des particules atomiques et des neutrons dans un état défini avant la collision, et/ou Means for generating one or more magnetic field (s) configured to spin the nuclei and neutrons spin or atomic particle and neutron spins into a defined state prior to the collision, and / or
• un moyen permettant d'obtenir des interférences de particules configuré pour mettre lesdits au moins un faisceau de noyaux et de neutrons dans un état interférentiel avant la collision.
Selon un autre de ses aspects, l'invention concerne un collisionneur pour générer des noyaux, par exemple pour la mise en œuvre de procédés tels que décrits plus haut, comportant : Means for obtaining particle interferences configured to bring said at least one nucleus and neutron beam into an interference state prior to the collision. According to another of its aspects, the invention relates to a collider for generating nuclei, for example for the implementation of methods as described above, comprising:
une enceinte, a speaker,
une première source de noyaux configurée pour générer au moins un premier faisceau de noyaux, a first source of cores configured to generate at least a first cluster of cores,
une seconde source de noyaux configurée pour générer au moins un second faisceau de noyaux, et a second source of cores configured to generate at least a second cluster of cores, and
un moyen permettant d'obtenir des interférences de particules configuré pour mettre lesdits premier et second faisceaux de noyaux dans un état interférentiel avant la collision. means for obtaining particle interferences configured to set said first and second core beams in an interference state prior to the collision.
Selon un autre de ses aspects, l'invention concerne un collisiomieur pour générer des particules, par exemple pour la mise en œuvre du procédé de génération de particules décrit ci-dessus, comportant : According to another of its aspects, the invention relates to a collisiomieur for generating particles, for example for the implementation of the particle generation method described above, comprising:
une enceinte, a speaker,
une première source de neutrons configurée pour générer au moins un premier faisceau de neutrons, a first neutron source configured to generate at least a first neutron beam,
une seconde source de neutrons configurée pour générer au moins un second faisceau de neutrons, et a second neutron source configured to generate at least a second neutron beam, and
• un moyen permettant de générer un ou plusieurs champ(s) magnétique(s) configuré(s) pour mettre dans un état de spin défini lesdits premier et second faisceaux de neutrons, et/ou Means for generating one or more magnetic field (s) configured to set in a defined spin state said first and second neutron beams, and / or
• un moyen permettant d'obtenir des interférences de particules Configuré pour mettre lesdits premier et second faisceaux de neutrons dans un état interférentiel. A means for obtaining particle interferences configured to put said first and second neutron beams into an interference state.
Selon encore un autre de ses aspects, l'invention concerne une installation médicale, par exemple pour la destruction des cellules cancéreuses humaines ou animales, comportant au moins : According to yet another of its aspects, the invention relates to a medical installation, for example for the destruction of human or animal cancer cells, comprising at least:
un moyen de positionnement d'un patient à traiter, positioning means for a patient to be treated,
un collisionneur, par exemple tel que défini plus haut, comportant au moins : a collider, for example as defined above, comprising at least:
• une source :
a. de noyaux configurée pour générer au moins un faisceau de noyaux, ou • a source : at. kernels configured to generate at least one core bundle, or
b. de particules atomiques configurée pour générer au moins un faisceau de particules atomiques, b. of atomic particles configured to generate at least one atomic particle beam,
* une source de neutrons configurée pour générer au moins un faisceau de neutrons, et a neutron source configured to generate at least one neutron beam, and
a. un moyen permettant de générer un ou plusieurs champ(s) magnétique(s) configuré(s) pour mettre les spins des noyaux et des neutrons ou les spins des particules atomiques et des neutrons dans un état défini avant la collision, et/ou b. un moyen permettant d'obtenir des interférences de particules configuré pour mettre lesdits au moins un faisceau de noyaux et de neutrons dans un état interférentiel avant la collision. at. means for generating one or more magnetic field (s) configured to set the spin of nuclei and neutrons or the spins of the atomic particles and neutrons in a defined state prior to the collision, and / or b . means for obtaining particle interferences configured to put said at least one nucleus and neutron beam into an interference state prior to the collision.
Selon encore un autre, de ses aspects, Pinvention concerne une installation médicale, par exemple pour la destruction des cellules cancéreuses humaines ou animales, comportant au moins : According to yet another of its aspects, the invention relates to a medical installation, for example for the destruction of human or animal cancer cells, comprising at least:
- un moyen de positionnement d'un patient à traiter, a means for positioning a patient to be treated,
un collisionneur, par exemple tel que défini plus haut, comportant au moins : . a collider, for example as defined above, comprising at least:
• une première source de noyaux configurée pour générer au moins un premier faisceau de noyaux, A first source of cores configured to generate at least a first group of cores,
• une seconde source de noyaux configurée pour générer au moins un second faisceau de noyaux, et A second source of cores configured to generate at least a second cluster of cores, and
· un moyen permettant d'obtenir des interférences de particules configuré pour mettre lesdits premier et second faisceaux de noyaux dans un état interférentiel avant la collision. Means for obtaining particle interferences configured to put said first and second core beams in an interference state prior to the collision.
Les noyaux générés selon l'invention peuvent ainsi par exemple être utilisés pour l'hadronthérapie. The nuclei generated according to the invention can thus for example be used for hadrontherapy.
Selon encore un autre de ses aspects, l'invention concerne l'utilisation des noyaux générés par les procédés et/ou collisionneurs tels que décrits ci-dessus pour la Physique expérimentale, la production de radio-isotopes, la propulsion et la transmutation.
Le moyen permettant de générer un ou plusieurs champ(s) magnétique(s) mis en oeuvre dans les collisionneurs selon l'invention peut être choisi parmi les bobines supraconductrices, les bobines résistives ou les bobines « hybrides » comportant une bobine résistive et une bobine supraconductrice. Il est aussi possible d'utiliser des circuits résonants, par exemple de. type RLC, comportant au moins une bobine de résonance. According to yet another of its aspects, the invention relates to the use of the nuclei generated by the processes and / or colliders as described above for experimental physics, the production of radioisotopes, propulsion and transmutation. The means for generating one or more magnetic field (s) used in the colliders according to the invention can be chosen from superconducting coils, resistive coils or "hybrid" coils comprising a resistive coil and a coil superconductor. It is also possible to use resonant circuits, for example from. RLC type, comprising at least one resonance coil.
Le moyen permettant d'obtenir des interférences de particules mis en œuvre dans les collisionneurs selon l'invention peut comporter des dispositifs interféromètriques, par exemple tels que détaillés par la suite, comportant, par exemple, un ou plusieurs réseaux de diffraction. Il est aussi par exemple possible d'utiliser un ou plusieurs champ(s) magnétique(s) afin d'obtenir des particules mises dans un état interférentiel. The means for obtaining particle interferences implemented in the colliders according to the invention may comprise interferometric devices, for example as detailed below, comprising, for example, one or more diffraction gratings. It is also possible for example to use one or more magnetic field (s) to obtain particles placed in an interference state.
Dans le cadre de la production de neutrons, les valeurs pour un paramètre, par exemple relatif aux faisceaux d'électrons et de noyaux, pourront être choisies en fonction des valeurs des autres paramètres. In the case of neutron production, the values for a parameter, for example relative to the electron and nucleus beams, may be chosen according to the values of the other parameters.
Dans le cadre de la production de noyaux, les valeurs pour un paramètre, par exemple relatif aux faisceaux de noyaux, de particules atomiques et de neutrons, pourront être choisies en fonction des valeurs des autres paramètres. As part of the production of nuclei, the values for a parameter, for example relative to the beams of nuclei, atomic particles and neutrons, may be chosen according to the values of the other parameters.
Faisceau de noyaux Beam of cores
Nature des sources de noyaux Nature of the sources of nuclei
Les procédés selon l'invention peuvent comporter, avant l'étape a), une étape de génération du faisceau de noyaux. The methods according to the invention may comprise, before step a), a step of generating the nucleus beam.
Comme source de noyaux utilisable dans le cadre de la présente invention, on peut citer la source enseignée dans la publication « Ion Gun Injection In Support Of Fusion Ship II Research And Development » de MILEY et al.. As a source of nuclei that can be used in the context of the present invention, mention may be made of the source taught in the publication "Ion Gun Injection In Support Of Fusion Ship II Research And Development" by MILEY et al.
Les sources de noyaux peuvent comporter en leur sein tout type d'accélérateurs de noyaux utilisables comme les accélérateurs rectilignes ou linéaires, les accélérateurs circulaires comme les cyclotrons ou synchrotrons. The sources of nuclei may include within them any type of usable core accelerators such as linear or linear accelerators, circular accelerators such as cyclotrons or synchrotrons.
Caractéristiques du faisceau de noyaux Characteristics of the core beam
Le faisceau de noyaux, peut avoir, au moment de sa génération, un diamètre compris entre 10"8 et 10"' m, par exemple entre 10"6 et 10"s m, par exemple entre 5.10"4 et 5.10"3 m. The core bundle may, at the moment of its generation, have a diameter of between 10 "8 and 10 " 'm, for example between 10 "6 and 10 " s m, for example between 5.10 "4 and 5.10 " 3 m .
Par « diamètre d'un faisceau », il faut comprendre la plus grande dimension dudit faisceau en section transversale.
Le faisceau de noyaux peut avoir un flux de noyaux compris entre 10 et 10 noyaux/s. By "beam diameter" is meant the largest dimension of said beam in cross-section. The core beam may have a core flux of between 10 and 10 nuclei / sec.
Au moins 50 %, par exemple au moins 75 %, par exemple sensiblement la totalité des noyaux constituant le faisceau de noyaux peuvent avoir une énergie comprise entre 1 et 107 eV, par exemple entre 1 et 106 eV, par exemple entre 1 et 104 eV. At least 50%, for example at least 75%, for example substantially all the nuclei constituting the core bundle may have an energy of between 1 and 10 7 eV, for example between 1 and 10 6 eV, for example between 1 and 10 4 eV.
Le faisceau de noyaux peut être émis de manière continue. The nucleus beam can be emitted continuously.
En variante, le faisceau de noyaux peut être puisé. Alternatively, the nucleus beam can be pulsed.
Par « faisceau puisé », il faut comprendre que le faisceau est émis sous la forme d'impulsions de durée par exemple inférieure ou égale à 0"3s, par exemple à 1 μ≤, par exemple à 1 ns, par exemple inférieure ou égale à 10"11 s. By "pulsed beam", it should be understood that the beam is emitted in the form of pulses of duration for example less than or equal to 0 "3 s, for example 1 μ,, for example to 1 ns, for example lower or equal to 10-11 seconds.
Les impulsions peuvent par exemple avoir une durée comprise entre 10 2 etThe pulses may for example have a duration of between 10 2 and
10" s. 10 " s.
Un faisceau puisé peut notamment permettre de limiter les interactions perturbatrices entre les particules constituant les faisceaux et les particules générées lors de l'étape de collision. A pulsed beam can in particular make it possible to limit the disturbing interactions between the particles constituting the beams and the particles generated during the collision step.
. Lorsque le faisceau de noyaux est puisé, la durée séparant deux impulsions successives peut par exemple être inférieure ou égale à 1 ms, par exemple à 1 με, par exemple inférieure ou égale à 1 ns. . When the nucleus beam is pulsed, the time separating two successive pulses may for example be less than or equal to 1 ms, for example 1 με, for example less than or equal to 1 ns.
Lorsque 3e faisceau de noyaux est puisé, le nombre de noyaux émis par impulsion peut par exemple être compris entre 10'2 et 1017 noyaux / impulsion. When the third nucleus beam is pulsed, the number of nuclei emitted per pulse may for example be between 10 -2 and 10 17 nuclei / pulse.
Selon un autre exemple de réalisation, les procédés de génération de noyaux selon l'invention peuvent comporter, avant l'étape a), une étape de génération des premier et second faisceaux de noyaux. According to another exemplary embodiment, the processes for generating nuclei according to the invention may comprise, before step a), a step of generating the first and second core bundles.
Il est entendu que les caractéristiques et sources décrites ci-dessus peuvent par exemple être applicables audits premier et second faisceaux de noyaux. It is understood that the characteristics and sources described above may for example be applicable to the first and second core beams.
Selon encore un autre exemple de réalisation, les procédés de génération de noyaux selon l'invention peuvent comporter, avant l'étape a), une étape de génération du faisceau de particules atomiques. According to yet another exemplary embodiment, the processes for generating nuclei according to the invention may comprise, before step a), a step of generating the atomic particle beam.
Les caractéristiques, décrites plus haut, relatives au faisceau de noyaux peuvent être applicables au faisceau de particules atomiques.
En outre, les particules atomiques peuvent par exemple être produites par toutes les techniques d'ionisation et de création de faisceaux d'atomes connues par l'homme du métier. The characteristics described above relating to the core beam may be applicable to the atomic particle beam. In addition, the atomic particles may for example be produced by all the ionization and atom beam creation techniques known to those skilled in the art.
Faisceau de neutrons Neutron beam
Nature des sources de neutrons Nature of neutron sources
Les procédés de génération . de noyaux selon l'invention peuvent comporter, avant l'étape a), une étape de génération du faisceau de neutrons. Generation processes . of nuclei according to the invention may comprise, before step a), a step of generating the neutron beam.
On peut utiliser, dans le cadre des procédés de génération de noyaux selon l'invention, les neutrons obtenus, par exemple lors de réactions de fission, au sein de réacteurs de centrales nucl éaires . Neutrons obtained, for example during fission reactions, in nuclear power plant reactors can be used in the framework of the nucleus generation methods according to the invention.
On peut encore utiliser dans le cadre des procédés de génération de noyaux selon l'invention, les neutrons obtenus par les procédés de génération de neutrons décrits ci-dessus. Neutrons obtained by the neutron generation processes described above can also be used in the context of the nucleus generation methods according to the invention.
Il est aussi possible d'utiliser des sources de neutrons telle que décrites dans la publication « Giant Dipoîe Résonance Neutron Yields Produced By Electrons As A Function Of Target Materia! And Thickness » de Mao et al., Stanford Linear Accelerator Center, Stanford University. It is also possible to use neutron sources as described in the publication "Giant Dipole Resonance Neutron Yields Produced By Electrons As A Function Of Target Materia! And Thickness "by Mao et al., Stanford Linear Accelerator Center, Stanford University.
Caractéristiques des faisceaux de neutrons Characteristics of neutron beams
Le faisceau de neutrons, peut avoir, au moment de sa génération, un diamètre compris entre 10"8 et 10"1 m, par exemple entre 1CT6 et 10"1 m, par exemple entre 5.1 G"4 et 5.10"3 m. The neutron beam can have, at the time of generation, a diameter of 10 "8 10" 1 m, for example between 1CT 6 and 10 "1 m, for example between 5.1 G" 4 to 5.10 "3 m .
Par « diamètre d'un faisceau », il faut comprendre la plus grande dimension dudit faisceau en section transversale. By "beam diameter" is meant the largest dimension of said beam in cross-section.
Le faisceau de neutrons peut avoir un flux de neutrons compris entre 1014 et 10" neutrons/s. The neutron beam can have a neutron flux of between 10 14 and 10 "neutrons / s.
Au moins 50 %, par exemple au moins 75 %, par exemple sensiblement la totalité des neutrons constituant le faisceau de neutrons peuvent avoir une énergie comprise entre 1 et 1 7 eV, par exemple entre 1 et 106 eV, par exemple entre 1 et 104 eV. At least 50%, for example at least 75%, for example substantially all the neutrons constituting the neutron beam may have an energy of between 1 and 17 eV, for example between 1 and 10 6 eV, for example between 1 and 10 4 eV.
Le faisceau de neutrons peut être émis de manière continue. The neutron beam can be emitted continuously.
En variante, le faisceau de neutrons peut être puisé.
Par « faisceau puisé », il faut comprendre que le faisceau est émis sous la forme d'impulsions de durée par exemple inférieure ou égale à 10"3s, par exemple à 1 μ$, par exemple à 1 ns, par exemple inférieure ou égale à 10"n s. Alternatively, the neutron beam can be pulsed. By "pulsed beam", it should be understood that the beam is emitted in the form of pulses of duration for example less than or equal to 10 -3 s, for example 1 μ $, for example to 1 ns, for example lower or equal to 10 " ns.
Les impulsions peuvent par exemple avoir une durée comprise entre lG"i2 et lO' . The pulses may for example have a duration between lG "i2 and 10 " .
Un faisceau puisé peut notamment permettre de limiter les interactions perturbatrices entre les particules constituant les faisceaux et les particules générées lors de l'étape de collision. A pulsed beam can in particular make it possible to limit the disturbing interactions between the particles constituting the beams and the particles generated during the collision step.
Lorsque le faisceau de neutrons est puisé, la durée séparant deux impulsions successives peut par exemple être inférieure ou égale à 1 ms, par exemple à 1 μ$, par exemple à 1 ns. When the neutron beam is pulsed, the duration separating two successive pulses may for example be less than or equal to 1 ms, for example 1 μ $, for example to 1 ns.
Lorsque le faisceau de neutrons est puisé, le nombre de neutrons émis par impulsion peut par exemple être compris entre ÎO12 et 1017 neutrons / impulsion. When the neutron beam is pulsed, the number of neutrons emitted per pulse can for example be between 10 12 and 10 17 neutrons / pulse.
Par ailleurs, le faisceau de noyaux généré par les procédés de génération de noyaux selon l'invention peut être émis de manière continue. Furthermore, the core beam generated by the core generation methods according to the invention can be continuously transmitted.
En variante, lorsque le faisceau de noyaux généré est émis sous la forme d'impulsions, les procédés de génération de noyaux selon l'invention peuvent comporter une étape de réglage de la durée d'impulsion dudit faisceau. In a variant, when the generated core beam is emitted in the form of pulses, the methods for generating cores according to the invention may include a step of adjusting the pulse duration of said beam.
L'étape de réglage de la durée d'impulsion du faisceau de noyaux peut comporter une étape de réglage de la durée d'impulsion du faisceau de neutrons et/ou une étape de réglage de la durée d'impulsion du faisceau de noyaux destinés à être mis en collision. The step of adjusting the pulse duration of the core beam may comprise a step of adjusting the neutron beam pulse duration and / or a step of adjusting the pulse duration of the beam of nuclei intended for to be collided.
Le faisceau de noyaux généré peut être émis sous la forme d'impulsions de durée par exemple inférieure ou égale à 10"3s, par exemple à î με, par exemple à 1 ns, par exemple inférieure ou égale à 10"" s. The nuclei generated beam can be emitted in the form of pulses of duration for example less than or equal to 10 "3 sec, for example î με, for example, 1 ns, for example less than or equal to 10" "s.
Les procédés de génération de noyaux selon l'invention peuvent comporter une étape de réglage du flux de noyaux générés. The kernel generation methods according to the invention may comprise a step of adjusting the stream of generated nuclei.
L'étape de réglage du flux de noyaux générés peut comporter une étape de réglage du flux de neutrons du faisceau de neutrons et/ou une étape de réglage du flux de noyaux du faisceau de noyaux destinés à être mis en collision. The step of adjusting the flux of generated nuclei may include a step of adjusting the neutron flux of the neutron beam and / or a step of adjusting the flow of nuclei of the nucleus beam intended to be collided.
Le faisceau de noyaux généré peut avoir un flux de noyaux par exemple compris entre 1014 et 1023 noyaux/s .
Il est donc possible, dans le cadre de la présente invention, de disposer de faisceaux de noyaux dont on peut faire varier le flux et/ou la durée des impulsions. The nucleus beam generated may have a core flux, for example between 10 14 and 23 nuclei / s. It is therefore possible, in the context of the present invention, to have bundles of cores whose flow and / or the duration of the pulses can be varied.
Bien entendu, les caractéristiques des faisceaux de noyaux générés et les étapes de réglage décrites ci-dessus s'appliquent mutatis mutandis aux exemples de réalisation où les noyaux sont générés par collision entre un faisceau de neutrons et de particules atomiques ou entre un premier et un second faisceaux de noyaux. Of course, the characteristics of the generated core bundles and the adjustment steps described above apply mutatis mutandis to the embodiments where the nuclei are generated by collision between a neutron and atomic particle beam or between a first and a second bundles of nuclei.
Faisceau d'électrons Electron beam
Nature des sources d'électrons Nature of electron sources
Les procédés de génération de neutrons selon l'invention peuvent comporter, avant l'étape a), une étape de génération du faisceau d'électrons par exemple à partir d'une source d'électrons thermoïonique ou à effet de champ. The neutron generation processes according to the invention may comprise, before step a), a step of generating the electron beam for example from a thermionic or field effect electron source.
Source d'électrons thermoïonique Thermionic electron source
Le procédé de génération d'un faisceau d'électrons à partir d'une source thermoïonique comporte une étape dé chauffage, par exemple par effet Joule, d'un matériau conducteur. The method of generating an electron beam from a thermionic source comprises a step of heating, for example by Joule effect, a conductive material.
Cette étape de chauffage peut permettre d'arracher des électrons qui étaient initialement liés au matériau conducteur. This heating step can remove electrons that were initially bonded to the conductive material.
Les électrons arrachés sont ensuite accélérés sous un champ électrique afin de générer un faisceau d'électrons. The torn electrons are then accelerated under an electric field to generate an electron beam.
Le matériau conducteur peut par exemple être choisi parmi le tungstène ou l'hexaborure de lanthane (LaB6). The conductive material may for example be selected from tungsten or lanthanum hexaboride (LaB 6 ).
Source d'électrons à effet de champ Electron source with field effect
Le procédé de génération d'un faisceau d'électrons, à partir: d'une source à effet de champ, peut comporter une étape d'application d'une différence de potentiel entre une cathode métallique, ayant par exemple une extrémité en forme de pointe, et une anode. The method for generating an electron beam from a field effect source may comprise a step of applying a potential difference between a metal cathode, for example having a shaped end. tip, and an anode.
La forme de l'extrémité de la cathode métallique peut permettre l'obtention à son. voisinage d'un champ électrique d'intensité supérieure à 106 V/m, par exemple à 5.106 V/m. De tels champs électriques peuvent permettre l'arrachage d'électrons du matériau formant la cathode. The shape of the end of the metal cathode can allow getting to sound. adjacent to an electric field of intensity greater than 10 6 V / m, for example 5.10 6 V / m. Such electric fields can allow the removal of electrons from the material forming the cathode.
Quelle que soit leur nature, les sources d'électrons peuvent comporter en leur, sein tout type d'accélérateurs d'électrons utilisables comme les accélérateurs rectilignes ou linéaires, les accélérateurs circulaires comme par exemple les cyclotrons ou synchrotrons.
Caractéristiques du faisceau d'électrons Whatever their nature, the electron sources may include in their breast, any type of electron accelerators used as linear or linear accelerators, circular accelerators such as cyclotrons or synchrotrons. Characteristics of the electron beam
Le diamètre du faisceau d'électrons, au moment de sa génération, peut être compris entre 10"8 et 10"1 m, par exemple entre 10'6 et 10"1 m, par exemple entre 5.10'4 et 5.10"3 m. The diameter of the electron beam, at the moment of its generation, can be between 10 "8 and 10 " 1 m, for example between 10 "6 and 10 " 1 m, for example between 5.10 "4 and 5.10 " 3 m .
Le faisceau d'électrons peut par exemple avoir un flux d'électrons compris entre 101 et 1023 électrons/s. The electron beam can for example have an electron flux of between 10 1 and 10 23 electrons / s.
Au moins 50 %, par exemple au moins 75 %, par exemple sensiblement la totalité des électrons constituant le faisceau d'électrons peuvent avoir une énergie comprise entre 1 et 107 eV, par exemple entre 1 et 106 eV, par exemple entre 1 et 104 eV. At least 50%, for example at least 75%, for example substantially all the electrons constituting the electron beam may have an energy of between 1 and 10 7 eV, for example between 1 and 10 6 eV, for example between 1 and 10 4 eV.
Le faisceau d'électrons peut être émis de manière continue. The electron beam can be emitted continuously.
En variante, le faisceau d'électrons peut être puisé. Alternatively, the electron beam can be pulsed.
Ainsi, le faisceau d'électrons peut- être émis sous la forme d'impulsions de durée par exemple inférieure ou égale à 10" s, par exemple à 1 μ$, par exemple à 1 ns, par exemple inférieure ou égale à 10"" s. Thus, the electron beam can be emitted in the form of pulses of duration for example less than or equal to 10 " s, for example at 1 μ $, for example at 1 ns, for example less than or equal to 10 " "s.
Les impulsions peuvent par exemple avoir une durée par exemple comprise entre 10"I2 et 10"6 s. The pulses can for example have a duration for example between 10 "I2 and 10 " 6 s.
Lorsque le faisceau d'électrons est puisé, la durée séparant deux impulsions successives peut par exemple être inférieure ou égale à I ms, par exemple à 1 μ$, par exemple inférieure ou égale à 1 ns. When the electron beam is pulsed, the duration separating two successive pulses may for example be less than or equal to 1 ms, for example 1 μ $, for example less than or equal to 1 ns.
Lorsque le faisceau d'électrons est puisé, le nombre d'électrons émis par impulsion peut par exemple être compris entre 10 et 10 électrons / impulsion. When the electron beam is pulsed, the number of electrons emitted per pulse may for example be between 10 and 10 electrons / pulse.
Par ailleurs, le faisceau de neutrons généré par les procédés de génération de neutrons selon l'invention peut être émis de manière continue. Furthermore, the neutron beam generated by the neutron generation methods according to the invention can be continuously emitted.
En variante, lorsque le faisceau de neutrons généré est émis sous la forme d'impulsions, les procédés de génération de neutrons selon l'invention peuvent comporter une étape de réglage de la durée d'impulsion dudit faisceau. In a variant, when the generated neutron beam is emitted in the form of pulses, the neutron generation methods according to the invention may comprise a step of adjusting the pulse duration of said beam.
L'étape de réglage de la durée d'impulsion du faisceau de neutrons peut comporter une étape de réglage de la durée d'impulsion du faisceau d'électrons et/ou une étape de réglage de la durée d'impulsion du faisceau de noyaux. The step of adjusting the pulse duration of the neutron beam may include a step of adjusting the electron beam pulse duration and / or a step of adjusting the pulse duration of the core beam.
Le faisceau de neutrons généré peut être émis sous la forme d'impulsions de durée par exemple inférieure ou égale à 10"3s, par exemple à 1 Ξ, par exemple à 1 ns, par exemple inférieure ou égale à 10"n s.
Les procédés de génération de neutrons selon l'invention peuvent comporter une étape de réglage du flux de neutrons générés. The neutron beam generated may be transmitted as pulses of length for example less than or equal to 10 "3 sec, for example 1 Ξ, for example 1 ns, for example less than or equal to 10" n s. The neutron generation methods according to the invention may comprise a step of adjusting the generated neutron flux.
L'étape de réglage du flux de neutrons générés peut comporter une étape de réglage du flux d'électrons du faisceau d'électrons et/ou une étape de réglage du flux de noyaux du faisceau de noyaux. The step of adjusting the neutron flux generated may comprise a step of adjusting the electron flux of the electron beam and / or a step of adjusting the flux of nuclei of the core beam.
Le faisceau de neutrons généré peut avoir un flux de neutrons par exemple compris entre 1014 et 1023 neutrons/ s . The neutron beam generated may have a neutron flux, for example between 10 14 and 10 23 neutrons / s.
II est donc possible, dans le cadre de la présente invention, de disposer de faisceaux de neutrons dont on peut faire varier le flux et/ou la durée des impulsions. It is therefore possible, in the context of the present invention, to have neutron beams of which the flow and / or the duration of the pulses can be varied.
Etats interférentiéls Interferential states
Les procédés de génération de neutrons selon l'invention peuvent comporter, avant l'étape de collision, une étape de mise dans un état interférentiel des faisceaux de noyaux et d'électrons. The neutron generation processes according to the invention may comprise, before the collision step, a step of placing the bundles of cores and electrons in an interferential state.
Les procédés de génération de noyaux selon l'invention peuvent comporter, avant l'étape de collision, une étape de mise dans un état interférentiel des faisceaux de noyaux et de neutrons. The methods of generating nuclei according to the invention may comprise, before the collision step, a step of placing the nucleic and neutron beams in an interference state.
Les procédés de génération de noyaux selon l'invention peuvent comporter, avant l'étape de collision, une étape de mise dans un état interférentiel des premier et second faisceaux de noyaux destinés à entrer en collision. The kernel generation methods according to the invention may comprise, before the collision step, a step of placing the first and second bundles of kernels intended to collide in an interference state.
Par « faisceau mis dans un état interférentiel », il faut comprendre que les particules, qui de par leur nature quantique sont associées à des ondes, constituant le faisceau interfèrent entre elles formant ainsi, au sein même du faisceau, au moins une zone d'interférences constructives et au moins une zone d'interférences destructives. By "beam placed in an interference state", it should be understood that the particles, which by their quantum nature are associated with waves, constituting the beam interfering with each other thus forming, within the beam itself, at least one zone of constructive interferences and at least one zone of destructive interference.
Les faisceaux de particules peuvent être mis dans un état d'interférences spatiales. Dans ce cas, les zones d'interférences constructives correspondent à des zones de forte probabilité de détection des particules et les zones d'interférences destructives correspondent à des zones de faible probabilité de détection des particules. The particle beams can be put into a state of spatial interference. In this case, the constructive interference zones correspond to zones of high probability of detection of the particles and the zones of destructive interference correspond to zones of low probability of detection of the particles.
Un faisceau de particules mis dans un état d'interférences spatiales peut notamment être obtenu par traversée d'au moins un dispositif interférométrique. A beam of particles placed in a state of spatial interference can in particular be obtained by crossing at least one interferometric device.
Les faisceaux de particules peuvent notamment ne pas être dans un état d'interférences spinoriel. Les moyens pour mettre les faisceaux de particules dans un état interférentiel peuvent notamment être différents de l'action d'un champ électromagnétique.
Procédés de génération de neutrons The particle beams may notably not be in a state of spinor interference. The means for putting the particle beams in an interference state may in particular be different from the action of an electromagnetic field. Neutron generation processes
Pour chacun des faisceaux de noyaux et d'électrons mis dans un état interférentiel, la largeur des zones d'interférences constructives et destructives peut être inférieure ou égale à 10"1 ΰ m, par exemple à 10"13 m, par exemple à 10"14 m, par exemple à 10'i 5 m. For each of the beams of nuclei and electrons placed in an interference state, the width of the zones of constructive and destructive interference can be less than or equal to 10 "1 ΰ m, for example 10" 13 m, for example 10 "14 m, for example at 10 i 5 m.
Les zones d'interférences constructives des faisceaux de noyaux et d'électrons, mis dans un état interférentiel, peuvent se recouvrir au moins partiellement, par exemple sensiblement en totalité, lors de l'étape de collision. The zones of constructive interference of the bundles of cores and electrons, placed in an interference state, may overlap at least partially, for example substantially completely, during the collision step.
Plus particulièrement, au moins 50 %, par exemple au moins 75 %, par exemple sensiblement la totalité des volumes des zones d'interférences constructives respectives des faisceaux de noyaux et d'électrons, mis dans un état interférentiel, peuvent se recouvrir lors de l'étape de collision. More particularly, at least 50%, for example at least 75%, for example substantially all the volumes of the respective constructive interference zones of the bundles of cores and electrons, placed in an interference state, can overlap during the first time. collision stage.
Procédés de génération de noyaux Methods of generating nuclei
Pour chacun des faisceaux de noyaux et de neutrons mis dans un état interférentiel, la largeur des zones d'interférences constructives et destructives peut être inférieure ou égale à 10"10 m, par exemple à 10" m, par exemple à 10"l4 m, par exemple à 10"15 m. For each of the beams and neutron cores placed in an interference state, the width of the zones of constructive and destructive interference can be less than or equal to 10 "10 m, for example at 10" m, for example 10 "l4 m for example at 10-15 m.
Les zones d'interférences constructives des faisceaux de novaux et de neutrons, mis dans un état interférentiel, peuvent se recouvrir au moins partiellement, par exemple sensiblement en totalité, lors de l'étape de collision. The constructive interfering zones of the beams of novals and neutrons, placed in an interference state, may overlap at least partially, for example substantially completely, during the collision step.
Plus particulièrement, au moins 50 %, par exemple au moins 75 %, par exemple sensiblement la totalité des volumes des zones d'interférences constructives respectives des faisceaux de noyaux et de neutrons, mis dans un état interférentiel, peuvent se recouvrir lors de l'étape de collision. More particularly, at least 50%, for example at least 75%, for example substantially all the volumes of the respective constructive interfering zones of the cores and neutrons beams, placed in an interference state, can overlap at the same time. collision stage.
La théorie relative à la dualité onde / corpuscule des particules mises en jeu prévoit que les particules constituant le faisceau mis dans un état d'interférences spatiales, peuvent avoir une probabilité de détection supérieure dans les zones d'interférences constructives que dans les zones d'interférences destructives. The theory relating to the wave / particle duality of the particles involved predicts that the particles constituting the beam placed in a state of spatial interferences may have a higher probability of detection in the zones of constructive interference than in the zones of destructive interference.
Le recouvrement des zones d'interférences constructives respectives des faisceaux, mis chacun au préalable dans un état interférentiel, peut entraîner un recouvrement des zones de probabilité maximale de détection des particules et peut donc
permettre d'augmenter les probabilités de collision des particules constituant les deux faisceaux. The overlapping of the respective constructive interfering zones of the beams, each previously placed in an interference state, can lead to overlapping of the zones of maximum probability of detection of the particles and can therefore to increase the probability of collision of the particles constituting the two beams.
Par ailleurs, lorsque l'on cherche à générer des particules par collision entre au moins deux faisceaux de neutrons, lesdits faisceaux de neutrons mis, avant la collision, dans un état interférentiel peuvent par exemple présenter les caractéristiques décrites ci- dessus pour les faisceaux de noyaux et de neutrons. Moreover, when one seeks to generate particles by collision between at least two neutron beams, said neutron beams put, before the collision, in an interference state may for example have the characteristics described above for beams of neutrons. nuclei and neutrons.
Procédé d'obtention de faisceaux de noyaux et d'électrons mis dans un état interférentiel (cas des procédés de génération de neutrons) Process for obtaining bundles of cores and electrons placed in an interference state (in the case of neutron generation processes)
L'étape de mise dans un état interférentiel des faisceaux de noyaux et d'électrons peut au moins comporter : The step of placing the bundles of cores and electrons in an interference state may comprise at least:
- une étape de traversée, par le faisceau de noyaux, d'un premier dispositif interférométrique apte à mettre ledit faisceau de noyaux dans un état interférentiel, et a step of traversing, by the beam of cores, a first interferometric device able to put said bundle of cores in an interference state, and
- une étape de traversée, par le faisceau d'électrons, d'un second dispositif interférométrique apte à mettre ledit faisceau d'électrons dans un état interférentiel. - A step of crossing, by the electron beam, a second interferometric device adapted to put said electron beam in an interference state.
Les premier et second dispositifs interférométriques peuvent être identiques ou différents. The first and second interferometric devices may be the same or different.
Le faisceau de noyaux et/ou d'électrons peut subir, lors de l'étape de traversée de son dispositif interférométrique, au moins une, par exemple au moins deux, par exemple au moins trois diffractions successives. The beam of nuclei and / or electrons may undergo, during the step of crossing its interferometric device, at least one, for example at least two, for example at least three successive diffractions.
Le(s) premier et/ou second dispositif(s) interferomètrique(s) peuvent comporter un ensemble d'au moins quatre, par exemple au moins cinq, par exemple au moins six réseaux de diffraction. The first and / or second interferometer device (s) may comprise a set of at least four, for example at least five, for example at least six diffraction gratings.
Les réseaux de diffraction peuvent être des réseaux en transmission. The diffraction gratings may be transmission networks.
Les réseaux de diffraction peuvent comporter des monocristaux de silicium. Des dispositifs interférométriques utilisables dans le cadre de la présente invention sont par exemple décrits dans « Neutron Interferometry », H. Rauch, ISBN : 78- 3-540-70622-9. The diffraction gratings may comprise silicon monocrystals. Interferometric devices that can be used in the context of the present invention are for example described in "Neutron Interferometry", H. Rauch, ISBN: 78-3-540-70622-9.
L'étape de mise dans un état interférentiel des faisceaux de noyaux et d'électrons peut, en outre, comporter une étape de traversée d'au moins un monochromateur par l'un au moins desdits faisceaux. The step of placing the bundles of cores and electrons in an interference state may further include a step of traversing at least one monochromator by at least one of said beams.
L'étape de traversée dudit au moins un monochromateur peut avoir lieu avant l'étape de traversée du dispositif interférométrique.
En variante, lors de l'étape de mise dans un état interférentieî des faisceaux de noyaux et d'électrons, chacun desdits faisceaux peut ne pas traverser de monochromateur. Ainsi, lors de l'étape de mise dans un état interférentieî des faisceaux de noyaux et d'électrons, il est possible que !esdits faisceaux soient polychromatiques. The step of passing through said at least one monochromator can take place before the step of crossing the interferometric device. As a variant, during the step of placing the bundles of cores and electrons in an interferential state, each of said beams may not pass through a monochromator. Thus, in the step of bringing into an interferential state the bundles of cores and electrons, it is possible for said beams to be polychromatic.
L'étape de mise dans un état interférentieî des faisceaux de noyaux et d'électrons peut, en outre, comporter une étape de traversée d'au moins un collimateur par l'un au moins par exemple chacun desdits faisceaux. The step of placing the bundles of cores and electrons in an interferential state may further include a step of passing at least one collimator through at least one of each of said beams, for example.
Les collimateurs de noyaux utilisables dans le cadre de la présente invention peuvent par exemple comporter, par exemple consister en, du cuivre ou du graphite. The core collimators which can be used in the context of the present invention may for example comprise, for example, copper or graphite.
Un exemple de collimateur d'électrons convenant à l'invention est par exemple décrit dans US 3 942 019. An example of an electron collimator suitable for the invention is for example described in US 3,942,019.
L'étape de traversée d'un collimateur peut avoir lieu après l'étape de traversée du dispositif interferomètrique et peut permettre d'obtenir un seul faisceau à partir d'une pluralité de faisceaux incidents. The step of crossing a collimator may take place after the step of crossing the interferometric device and may allow to obtain a single beam from a plurality of incident beams.
' En variante, lors de l'étape de mise dans un état interférentieî des faisceaux de noyaux et d'électrons, chacun desdits faisceaux peut ne pas traverser de collimateur. Il est, par exemple, possible d'utiliser des dispositifs interférométriques à symétrie sphérique où les faisceaux émergents peuvent converger vers un même point. As a variant, during the step of bringing the bundles of cores and electrons into an interferential state, each of said beams may not pass through a collimator. It is possible, for example, to use interferometric devices with spherical symmetry where the emerging beams can converge towards the same point.
L'étape de mise dans un état interférentieî des faisceaux■ de . noyaux et d'électrons peut comporter une étape de maintien des états interférentiels desdits faisceaux. The step in a state interférentieî beams of ■. nuclei and electrons may comprise a step of maintaining the interference states of said beams.
Cette étape de maintien des états interférentiels peut par exemple comporter une étape de confinement optique des faisceaux de noyaux et d'électrons, laquelle peut par exemple être réalisée en utilisant un ou plusieurs laser(s). This step of maintaining the interference states may for example comprise a step of optical confinement of the bundles of cores and electrons, which may for example be carried out using one or more lasers.
En outre, les faisceaux de neutrons peuvent subir une étape de traversée d'au moins un collimateur. Il est alors, par exemple, possible d'utiliser en tant que collimateurs des empilements de films de polyéthylène ou de films de Si monocristallin recouverts deS0B ou de Gd. In addition, the neutron beams may undergo a step of crossing at least one collimator. It is then possible, for example, to use as collimators stacks of polyethylene films or monocrystalline Si films coated with S0 B or Gd.
Procédé d'obtention de faisceaux mis dans un état interférentieî (cas des procédés de génération de noyaux Method for obtaining beams in an interferential state (in the case of methods for generating nuclei
L'étape de mise dans un état interférentieî des faisceaux de noyaux et neutrons peut au moins comporter :
une étape de traversée, par le faisceau de noyaux, d'un premier dispositif interférométrique apte à mettre ledit faisceau de noyaux dans un état interférentiel, et The step of placing the core and neutron beams in an interferential state may comprise at least: a step of crossing, by the beam of cores, a first interferometric device able to put said core of cores in an interference state, and
une étape de traversée, par le faisceau de neutrons, d'un second dispositif interférométrique apte à mettre ledit faisceau de neutrons dans un état interférentiel. a step of crossing, by the neutron beam, a second interferometric device able to put said neutron beam in an interference state.
Les caractéristiques relatives aux dispositifs interférométriques utilisés pour mettre dans un état interférentiel les faisceaux de noyaux et d'électrons peuvent s'appliquer aux dispositifs interférométriques pour 3a mise dans un état interférentiel des faisceaux de noyaux et de neutrons destinés à entrer en collision dans le cadre des procédés de génération de noyaux selon l'invention. The characteristics of the interferometric devices used for interfering with the bundles of cores and electrons can be applied to interferometric devices for the interference state of the nuclei and neutrons bundles intended to collide in the interferential state. methods of generating nuclei according to the invention.
L'étape de mise dans un état interférentiel des faisceaux de noyaux et de neutrons peut, en outre, comporter une étape de traversée d'au moins un monochromateur par l'un au moins desdits faisceaux. The step of placing the core and neutron beams in an interference state may further include a step of traversing at least one monochromator by at least one of said beams.
L'étape de traversée dudit au moins un monochromateur peut avoir lieu avant l'étape de traversée du dispositif interférométrique. The step of passing through said at least one monochromator can take place before the step of crossing the interferometric device.
En variante, lors de l'étape de mise dans un état interférentiel des faisceaux de noyaux et de neutrons, chacun desdits faisceaux peut ne pas traverser de monochromateur. Ainsi, lors de l'étape de mise dans un état interférentiel des faisceaux de noyaux et de neutrons, il est possible que lesdits faisceaux soient polychromatiques. As a variant, during the step of placing the core and neutron beams in an interference state, each of said beams may not pass through a monochromator. Thus, during the step of bringing into an interferential state the nuclei and neutron beams, it is possible for said beams to be polychromatic.
L'étape de mise dans un état interférentiel des faisceaux de noyaux et de neutrons peut, en outre, comporter une étape de traversée d'au moins un collimateur par l'un au moins par exemple chacun desdits faisceaux. The step of placing the core and neutron beams in an interference state may further include a step of passing at least one collimator through at least one of each of said beams, for example.
Les collimateurs de noyaux utilisables dans le cadre de la présente invention peuvent par exemple comporter, par exemple consister en, du cuivre ou du graphite. The core collimators which can be used in the context of the present invention may for example comprise, for example, copper or graphite.
Pour les neutrons, il est par exemple possible d'utiliser en tant que collimateurs des empilements de films de polyéthylène ou de films de Si monocristallin recouverts de10B ou de Gd. For neutrons, it is for example possible to use as collimators stacks of polyethylene films or monocrystalline Si films coated with 10 B or Gd.
L'étape de traversée d'un collimateur peut avoir lieu après l'étape de traversée du dispositif interférométrique et peut permettre d'obtenir un seul faisceau à partir d'une pluralité de faisceaux incidents. The step of crossing a collimator can take place after the crossing step of the interferometric device and can make it possible to obtain a single beam from a plurality of incident beams.
En variante, lors de l'étape de mise dans un état interférentiel des faisceaux de noyaux et de neutrons, chacun desdits faisceaux peut ne pas traverser de collimateur. Il est,
par exemple, possible d'utiliser des dispositifs interférométriques à symétrie sphérique où les faisceaux émergents peuvent converger vers un même point. As a variant, during the step of placing the core and neutron beams in an interference state, each of said beams may not pass through a collimator. It is, for example, it is possible to use interferometric devices with spherical symmetry where the emerging beams can converge towards the same point.
Dans un autre exemple de réalisation, les procédés selon l'invention peuvent comporter, avant l'étape de collision, une étape de mise dans un état interférentiel des premier et second faisceaux de noyaux. Ces premier et second faisceaux de noyaux mis dans un état interférentiel peuvent par exemple présenter les caractéristiques décrites ci- dessus pour les faisceaux de noyaux et de neutrons mis dans un état interférentiel. In another exemplary embodiment, the methods according to the invention may comprise, before the collision step, a step of placing the first and second core beams in an interference state. These first and second bundles of cores placed in an interference state may for example have the characteristics described above for the bundles of cores and neutrons placed in an interference state.
Il est entendu, en outre, que ces premier et second faisceaux de noyaux peuvent subir les étapes, décrites ci-dessus pour les faisceaux de noyaux, de traversée de dîspositif(s) interféromètrique(s) et éventuellement de traversée de mono chromât eur (s) et de collimateur(s). It is understood, moreover, that these first and second bundles of cores can undergo the steps described above for the bundles of cores, crossing of interferometric device (s) and possibly crossing mono chromatrix ( s) and collimator (s).
Lorsque l'on cherche à générer des particules par collision entre au moins deux faisceaux de neutrons, lesdits faisceaux peuvent par exemple subir les étapes, décrites ci- dessus, de traversée de dispositifs) interférométrique(s) et éventuellement de traversée de monochromateur(s). When one seeks to generate particles by collision between at least two neutron beams, said beams may for example undergo the steps, described above, crossing devices) interferometric (s) and possibly crossing monochromator (s) ).
Les états interférentiels obtenus peuvent être maintenus par exemple par confinement optique en utilisant un ou plusieurs laser(s). The interferential states obtained can be maintained for example by optical confinement using one or more lasers.
Champs magnétiques Magnetic fields
Champs magnétiques utilisés pour la mise dans un état de spin défini des faisceaux Magnetic fields used for setting in a defined spin state of beams
Dans le cadre des procédés de génération de neutrons selon l'invention, l'étape de mise dans un état de spin défini des faisceaux de noyaux et d'électrons peut comporter au moins une étape d'application d'au moins : In the context of the neutron generation methods according to the invention, the step of placing in a defined spin state of the bundles of cores and electrons may comprise at least one step of applying at least:
- un premier champ magnétique, configuré pour mettre les spins des noyaux dans un état défini, ayant une composante statique dans le temps d'intensité comprise entre a first magnetic field, configured to put the spin of the nuclei in a defined state, having a static component in the intensity time between
0,5 et 45 T et/ou un gradient non nul sur l'axe de la collision, et 0.5 and 45 T and / or a non-zero gradient on the axis of the collision, and
- un second champ magnétique, configuré pour mettre les spins des électrons dans un état défini, ayant une composante statique dans le temps d'intensité comprise entre 0,1 et 20 T et/ou un gradient non nul sur l'axe de la collision. a second magnetic field, configured to put the electron spins in a defined state, having a static component in the intensity time of between 0.1 and 20 T and / or a non-zero gradient on the axis of the collision .
Dans le cadre des procédés de génération de noyaux selon l'invention, l'étape de mise dans un état de spin défini des faisceaux de noyaux et de neutrons ou des faisceaux
de particules atomiques et de neutrons peut comporter au moins une étape d'application d'au moins : In the context of the nucleus generation methods according to the invention, the step of setting in a defined spin state beams of nuclei and neutrons or beams of atomic particles and neutrons may comprise at least one step of applying at least:
un premier champ magnétique, configuré pour mettre les spins des noyaux ou des particules atomiques dans un état défini, ayant une composante statique d'intensité comprise entre 0,5 et 45 T et/ou un gradient non nul sur l'axe de la collision, et a first magnetic field, configured to put the spin of nuclei or atomic particles in a defined state, having a static intensity component of between 0.5 and 45 T and / or a non-zero gradient on the collision axis , and
un second champ magnétique, configuré pour mettre les spins des neutrons dans un état défini, ayant une composante statique d'intensité comprise entre 0,5 et 45 T et/ou un gradient non nul sur l'axe de la collision. a second magnetic field, configured to put the neutron spins in a defined state, having a static intensity component of between 0.5 and 45 T and / or a non-zero gradient on the collision axis.
Les premier et second champs magnétiques peuvent être identiques ou distincts. The first and second magnetic fields may be the same or different.
Les premier et second champs magnétiques peuvent être générés par la même source ou par des sources distinctes. The first and second magnetic fields may be generated by the same source or by separate sources.
Au moins l'un, par exemple chacun, des premier et second champs magnétiques peuvent être statiques. At least one, for example each, of the first and second magnetic fields may be static.
En variante, au moins l'un, par exemple chacun, des premier et second champs magnétiques peuvent comporter une composante statique et une composante variable non nulle. . As a variant, at least one, for example each, of the first and second magnetic fields may comprise a static component and a non-zero variable component. .
Dans la suite, pour un champ magnétique donné B(x,y,z,t), on définit sa composante statique Bsm (x,y,z) et sa composante variable B (x,y,z,t) comme vérifiant :
SM (x,y,z) est une grandeur indépendante du temps et B (x,y,z,t) est une grandeur ne comportant aucun terme invariant en fonction du temps. En d'autres termes, le spectre fréquentiel de ? (x,y,z,t) ne comporte pas de pic centré sur la fréquence nulle. In the following, for a given magnetic field B (x, y, z, t), we define its static component Bsm (x, y, z) and its variable component B (x, y, z, t) as verifying: S M (x, y, z) is a magnitude independent of time and B (x, y, z, t) is a quantity with no invariant term as a function of time. In other words, the frequency spectrum of? (x, y, z, t) has no peak centered on the zero frequency.
Composantes statiques Static components
Les caractéristiques relatives aux composantes statiques décrites ci-dessous sont aussi valables pour les champs magnétiques statiques ayant une composante variable nulle.
Dans le cadre des procédés de génération de neutrons selon l'invention, la composante statique du premier, respectivement second, champ magnétique peut permettre de mettre dans un état de spin défini le faisceau de noyaux, respectivement d'électrons. The characteristics relating to the static components described below are also valid for static magnetic fields having a zero variable component. In the context of the neutron generation methods according to the invention, the static component of the first, respectively second, magnetic field may make it possible to put the beam of nuclei or electrons in a defined spin state.
Dans le cadre des procédés de génération de noyaux selon l'invention, la composante statique du premier, respectivement second, champ magnétique peut permettre de mettre dans un état de spin défini le faisceau de noyaux, respectivement de neutrons. In the context of the kernel generation methods according to the invention, the static component of the first or second magnetic field can make it possible to set the beam of nuclei or neutrons in a defined spin state.
La composante statique du premier champ magnétique peut par exemple avoir : une intensité comprise entre 1 T et 20 T. The static component of the first magnetic field may for example have: an intensity of between 1 T and 20 T.
La composante statique du second champ magnétique peut par exemple avoir une intensité comprise entre 1 T et 20 T. The static component of the second magnetic field may for example have an intensity of between 1 T and 20 T.
Des composantes statiques convenant à l'invention peuvent être générées par des bobines supraconductrices, des bobines résistives ou des bobines « hybrides » comportant une bobine résistive et une bobine supraconductrice. Static components suitable for the invention may be generated by superconducting coils, resistive coils or "hybrid" coils having a resistive coil and a superconducting coil.
Les premier et second champs magnétiques peuvent avoir des composantes variables différentes. The first and second magnetic fields may have different variable components.
Les composantes variables des premier et ou second champ(s) magnétique(s) peuvent par exemple être appliquées sous la forme d'au moins un faisceau de photons. The variable components of the first and second magnetic field (s) may for example be applied in the form of at least one photon beam.
L'application d'une composante variable peut permettre, pour les particules mises en jeu, d'augmenter la proportion de spins orientés dans le sens de la composante statique afin d'augmenter la probabilité de génération de neutrons ou de noyaux lors de la collision. The application of a variable component may allow, for the particles involved, to increase the proportion of spins oriented in the direction of the static component in order to increase the probability of neutron or nucleus generation during the collision .
En effet, la théorie quantique prévoit que l'application d'au moins une composante variable ayant par exemple un spectre fréquentiel comportant au moins un pic centré sur une fréquence égale à la fréquence de résonance des spins peut par exemple permettre d'induire des transitions entre différents niveaux énergétiques. Cette fréquence de résonance correspond à la fréquence de précession des spins autour de la composante statique, dite précession de Larmor. Il devient alors possible pour des spins par exemple orientés, avant application de la composante variable, dans le sens inverse du sens d'application de la composante statique d'absorber au moins une partie de l'énergie de la composante variable appliquée et de transiter vers un état orienté où lesdits spins sont alignés dans le même sens que la composante statique.
On peut par exemple appliquer la composante variable en même temps que la composante statique. Indeed, the quantum theory provides that the application of at least one variable component having, for example, a frequency spectrum comprising at least one peak centered on a frequency equal to the spin resonant frequency may, for example, make it possible to induce transitions. between different energy levels. This resonance frequency corresponds to the frequency of precession of the spins around the static component, called Larmor precession. It then becomes possible for spins, for example oriented, before application of the variable component, in the opposite direction of the direction of application of the static component to absorb at least a portion of the energy of the applied variable component and to transit to an oriented state where said spins are aligned in the same direction as the static component. For example, the variable component can be applied at the same time as the static component.
La mesure de la quantité de neutrons produits, de protons déviés ou du potentiel électrique créé par les protons n'ayant pas subi de collision peut, par exemple, permettre à un opérateur de disposer d'indicateurs sur la nécessité d'appliquer la composante variable des premier et/ou second champ(s) magnétique (s). Measuring the quantity of neutrons produced, deviated protons or the electrical potential created by the non-collision protons may, for example, allow an operator to have indicators on the need to apply the variable component. first and / or second magnetic field (s).
Les lignes de champs de la composante variable peuvent être, au niveau des faisceaux de particules, non colinéaires aux lignes de champs de la composante statique. Elles peuvent, par exemple, former avec celles-ci un angle supérieur à 10°, par exemple supérieur à 45°. En particulier, les lignes de champ de la composante variable peuvent former un angle compris entre 85 et 95° avec les lignes de champ de la composante statique. The field lines of the variable component may be, at the level of the particle beams, non-collinear with the field lines of the static component. They may, for example, form with them an angle greater than 10 °, for example greater than 45 °. In particular, the field lines of the variable component can form an angle between 85 and 95 ° with the field lines of the static component.
La composante variable du premier champ magnétique peut être appliquée de manière continue. The variable component of the first magnetic field can be applied continuously.
En variante, la composante variable du premier champ magnétique peut être appliquée sous la forme d'impulsions dont l'homme du métier saura déterminer la durée. A titre indicatif, la durée des impulsions peut par exemple être comprise entre 0,1 et 100 μ$, par exemple entre 1 et 50 μ$. As a variant, the variable component of the first magnetic field may be applied in the form of pulses which the person skilled in the art will be able to determine the duration. As an indication, the duration of the pulses may for example be between 0.1 and 100 μ $, for example between 1 and 50 μ $.
La composante variable du second champ magnétique peut être appliquée de manière continue. The variable component of the second magnetic field can be applied continuously.
En variante, la composante variable du second champ magnétique peut être appliquée sous la forme d'impulsions dont l'homme du métier saura déterminer la durée. A. titre indicatif, la durée des impulsions peut par exemple être comprise entre 0,1 et 100 μ≤. Alternatively, the variable component of the second magnetic field may be applied in the form of pulses which one skilled in the art can determine the duration. A. As an indication, the duration of the pulses may for example be between 0.1 and 100 μ..
La composante variable du premier champ magnétique peut présenter un spectre fréquentiel comportant au moins un pic centré sur une fréquence par exemple comprise entre 20 et 600 MHz, par exemple entre 50 et 500 MHz, par exemple entre 100 et 200MHz. The variable component of the first magnetic field may have a frequency spectrum comprising at least one peak centered on a frequency for example between 20 and 600 MHz, for example between 50 and 500 MHz, for example between 100 and 200 MHz.
Dans . le cadre des procédés de génération de neutrons selon l'invention, la composante variable du second champ magnétique peut présenter un spectre fréquentiel comportant au moins un pic centré sur une fréquence par exemple comprise entre 10 et 200 GHz.
Dans le cadre des procédés de génération de noyaux selon l'invention, la composante variable du second champ magnétique peut présenter un spectre fréquentiel comportant au moins un pic centré sur une fréquence par exemple comprise entre 20 et 600 MHz, par exemple entre 50 et 500 MHz, par exemple entre 100 et 200MHz; In . the framework of the neutron generation methods according to the invention, the variable component of the second magnetic field may have a frequency spectrum comprising at least one peak centered on a frequency, for example between 10 and 200 GHz. In the context of the kernel generation methods according to the invention, the variable component of the second magnetic field may have a frequency spectrum comprising at least one peak centered on a frequency, for example between 20 and 600 MHz, for example between 50 and 500 MHz, for example between 100 and 200 MHz;
Les composantes variables des premier et second champs magnétiques peuvent être générées par des circuits résonants, par exemple de type RLC, comportant au moins une bobine de résonance. The variable components of the first and second magnetic fields may be generated by resonant circuits, for example of the RLC type, comprising at least one resonance coil.
Gradients sur l 'axe de la collision Gradients on the axis of the collision
Comme mentionné plus haut, le premier et/ou second champ(s) magnétique(s) peu(ven)t avoir un gradient non nul sur l'axe de la collision. As mentioned above, the first and / or second magnetic field (s) may have a non-zero gradient on the axis of the collision.
La théorie quantique prévoit que l'application d'un champ magnétique ayant un gradient non nul peut permettre de mettre dans un état défini les spins ainsi que de les aligner colinéairement avec le champ. Quantum theory predicts that the application of a magnetic field with a nonzero gradient can allow to put in a defined state the spins and to align them collinearly with the field.
La direction du gradient peut former un angle non nul, par exemple supérieur à 45°. par exemple sensiblement égal à 90°, avec l'axe de la collision. The direction of the gradient may form a non-zero angle, for example greater than 45 °. for example substantially equal to 90 °, with the axis of the collision.
Lorsque la direction du gradient forme un angle non nul avec l'axe de la collision, il est par exemple possible de séparer les particules selon leur état de spin. On peut alors obtenir à partir d'un même faisceau de particules une pluralité de faisceaux ayant chacun en leur sein des particules mises dans un état de spin défini. When the direction of the gradient forms a non-zero angle with the axis of the collision, it is for example possible to separate the particles according to their spin state. One can then obtain from the same beam of particles a plurality of beams each having within them particles placed in a defined spin state.
En variante, la direction du gradient peut former un angle sensiblement nul avec Taxe de la collision. Dans ce dernier cas, il est possible que le(s) premier et/ou second champ(s) magnétique(s) comporte(nt). chacun, en outre, une composante statique et une composante variable non nulle. Lesdites composantes statiques et variables peuvent être telles que décrites ci-dessus. Alternatively, the direction of the gradient can form a substantially zero angle with collision tax. In the latter case, it is possible for the first and / or second magnetic field (s) to contain (s). each, in addition, a static component and a non-zero variable component. Said static and variable components may be as described above.
Par ailleurs, les premier et/ou second champ(s) magnétique(s) peu(ven)t présenter, sur l'axe de la collision, un gradient d'intensité non nulle et par exemple inférieure à 20 T/m. Les premier et/ou second champ(s) magnétique(s), ayant un gradient non nul sur l'axe de la collision, peu(ven)t être appliqué(s) de manière continue. Moreover, the first and / or second magnetic field (s) may have, on the axis of the collision, a non-zero intensity gradient and for example less than 20 T / m. The first and / or second magnetic field (s), having a non-zero gradient on the axis of the collision, can be applied continuously.
En variante, les premier et/ou second champ(s) magnétique(s), ayant un gradient non nul sur l'axe de la collision, peu(ven)t être appliqué(s) sous la forme d'impulsions.
Des gradients de champ magnétique convenant à l'invention peuvent par exemple être produits par deux entrefers similaires à ceux mis en œuvre dans l'expérience de Stern et Gerlach ou par une pluralité de bobinages ayant des nombres de boucles différents et/ou des diamètres différents. As a variant, the first and / or second magnetic field (s), having a non-zero gradient on the collision axis, may be applied in the form of pulses. Magnetic field gradients suitable for the invention may for example be produced by two air gaps similar to those used in the Stern and Gerlach experiment or by a plurality of windings having different numbers of loops and / or different diameters. .
Champs magnétiques et électriques utilisés pour la déviation des particules Magnetic and electric fields used for particle deflection
Déviation des électrons Deflection of electrons
Les procédés de génération de neutrons selon l'invention peuvent comporter, avant l'étape de collision, une étape de déviation' du faisceau d'électrons. Neutron generation methods according to the invention may comprise, before the collision stage, a deflection step 'of the electron beam.
La déviation du faisceau d'électrons peut permettre de ne pas nécessairement positionner en regard les sources d'électrons et de noyaux diminuant ainsi l'endommagement de la source d'électrons par les neutrons générés après collision entre les faisceaux de noyaux et d'électrons. The deflection of the electron beam may make it possible not to position the sources of electrons and nuclei in opposite directions, thus reducing the damage to the electron source by the neutrons generated after collision between the bundles of nuclei and electrons. .
L'étape de déviation du faisceau d'électrons peut comporter une étape d'application d'au moins un champ magnétique et/ou d'au moins un champ électrique de déviation. The step of deflecting the electron beam may include a step of applying at least one magnetic field and / or at least one deflection electric field.
Le champ magnétique de déviation peut être statique ou non. The magnetic field of deflection can be static or not.
Le champ électrique de déviation peut être statique ou non. The electric field of deflection can be static or not.
Le champ magnétique de déviation peut par exemple avoir une intensité comprise entre 0,1 et 5 T, par exemple entre 0,5 et 3 T. The magnetic field of deviation may for example have an intensity of between 0.1 and 5 T, for example between 0.5 and 3 T.
Le champ magnétique de déviation peut être homogène ou inhomogène. The magnetic field of deflection can be homogeneous or inhomogeneous.
Le champ électrique de déviation peut être homogène ou inhomogène. The electrical deflection field may be homogeneous or inhomogeneous.
Déviation des noyaux et des particules atomiques Deflection of nuclei and atomic particles
Les procédés de génération de neutrons selon l'invention peuvent comporter une étape de déviation des noyaux n'ayant pas subi de collision avec les électrons. The neutron generation methods according to the invention may comprise a step of deflection of the nuclei which have not suffered a collision with the electrons.
Les procédés de génération de noyaux selon l'invention peuvent comporter une étape de déviation des noyaux ou des particules atomiques n'ayant pas subi de collision avec les neutrons. The methods for generating nuclei according to the invention may comprise a step of deflecting nuclei or atomic particles that have not undergone a collision with the neutrons.
Cette étape de déviation des noyaux ou des particules atomiques peut comporter une étape d'application d'au moins un champ magnétique et/ou d'au moins un champ électrique de déviation. This deflection step of the nuclei or atomic particles may comprise a step of applying at least one magnetic field and / or at least one electrical deflection field.
Par exemple lorsque les sources de noyaux ou de particules atomiques et de neutrons sont positionnées en regard, la source de neutrons peut être endommagée par les
noyaux ou les particules atomiques n'ayant pas subi de collision. Ainsi, la déviation de ces noyaux ou de ces particules atomiques, par exemple par Γ intermédiaire d'un champ magnétique et/ou électrique, peut permettre de limiter, par exemple supprimer, cet endommagement For example, when the sources of nuclei or atomic particles and neutrons are positioned opposite each other, the source of neutrons can be damaged by the nuclei or atomic particles that have not suffered a collision. Thus, the deviation of these nuclei or of these atomic particles, for example by means of a magnetic and / or electric field, may make it possible to limit, for example, eliminate this damage.
La déviation des noyaux n'ayant pas subi de collision peut encore permettre de limiter la présence de ces derniers dans le faisceau de neutrons produit dans le cas des procédés de génération de neutrons selon l'invention. The deflection of the nuclei which have not undergone a collision can still make it possible to limit the presence of these nuclei in the neutron beam produced in the case of the neutron generation methods according to the invention.
Le champ magnétique de déviation peut être statique ou non. The magnetic field of deflection can be static or not.
Le champ électrique de déviation peut être statique ou non. The electric field of deflection can be static or not.
Le champ magnétique de déviation peut par exemple avoir une intensité comprise entre 0,1 et 5 T, par exemple entre 0,5 et 3 T. The magnetic field of deviation may for example have an intensity of between 0.1 and 5 T, for example between 0.5 and 3 T.
Le champ magnétique de déviation peut être homogène ou inhomogène. The magnetic field of deflection can be homogeneous or inhomogeneous.
Le champ électrique de déviation peut être homogène ou inhomogène. The electrical deflection field may be homogeneous or inhomogeneous.
Par ailleurs, lorsque l'on cherche à faire entrer en collision un premier faisceau de noyaux et un second faisceau de noyaux mis dans un état interférentiel, le champ magnétique et/ou électrique de déviation peut permettre de dévier les noyaux n'ayant pas subi de collision. Moreover, when it is desired to collide a first core bundle and a second bundle of cores placed in an interference state, the magnetic and / or electrical deflection field may be able to deflect the nuclei that have not undergone. of collision.
Champs magnétiques utilisés pour le maintien de l'état de spin des neutrons générés après collision entre les faisceaux de noyaux et d'électrons Magnetic fields used to maintain the spin state of neutrons generated after collision between nuclei and electron beams
Les procédés de génération de neutrons selon l'invention peuvent comporter, après l'étape de collision, une étape de maintien de l'état de spin des neutrons générés. The neutron generation processes according to the invention may comprise, after the collision step, a step of maintaining the spin state of the neutrons generated.
Cette étape de maintien peut comporter une étape d'application d'au moins un champ magnétique de maintien. This holding step may comprise a step of applying at least one holding magnetic field.
Le champ magnétique de maintien peut être statique. The holding magnetic field can be static.
Le champ magnétique de maintien peut être homogène. The magnetic field of maintenance can be homogeneous.
Le champ magnétique de maintien peut avoir une intensité comprise entre 0,5 et 45 T, par exemple entre 1 et 20 T. The holding magnetic field may have an intensity of between 0.5 and 45 T, for example between 1 and 20 T.
Le champ magnétique de maintien peut être obtenu par des bobines supraconductrices, des bobines résistives ou des bobines « hybrides ». The holding magnetic field can be obtained by superconducting coils, resistive coils or "hybrid" coils.
Enceinte Pregnant
Vide et température
Les procédés selon l'invention peuvent avoir lieu dans une enceinte ayant une pression par exemple inférieure ou égale à 1 Pa, par exemple à Î 0"5 Pa. Vacuum and temperature The methods of the invention can take place in a chamber having a lower pressure for example or equal to 1 Pa, e.g. Î 0 "5 Pa.
Une enceinte ayant une pression faible permet de limiter la densité de particules et peut donc permettre de limiter les sources de perturbation potentielles des faisceaux. An enclosure having a low pressure makes it possible to limit the density of particles and can thus make it possible to limit the potential sources of disturbance of the beams.
De telles pressions peuvent, par exemple, être obtenues par l'utilisation de pompes à vide ioniques ou par tout autre moyen considéré par l'homme du métier comme pouvant convenir à l'invention. Such pressures may, for example, be obtained by the use of ionic vacuum pumps or by any other means considered by those skilled in the art to be suitable for the invention.
Le procédé selon l'invention peut avoir lieu dans une enceinte ne comportant sensiblement pas de matière autre que les faisceaux destinés à entrer en collision. The method according to the invention can take place in an enclosure having substantially no material other than the beams intended to collide.
Paroi de F enceinte Wall of the enclosure
On pourra choisir l'épaisseur et la nature du matériau constituant la paroi de l'enceinte de manière à contenir les rayonnements et particules produites après l'étape de collision ainsi que les faisceaux destinés à être mis en collision. The thickness and nature of the material constituting the wall of the enclosure may be chosen so as to contain the radiation and particles produced after the collision step as well as the beams intended to be collided.
Diaphragme de sortie Output diaphragm
Le collisionneur pour générer des neutrons selon l'invention peut comporter un diaphragme de sortie. The collider for generating neutrons according to the invention may comprise an output diaphragm.
Par exemple dans le cas où le collisionneur selon l'invention est relié à une autre enceinte sous vide, le diaphragme de sortie peut être un disque ajouré de manière à laisser passer le faisceau de neutrons. For example, in the case where the collider according to the invention is connected to another vacuum chamber, the output diaphragm may be a perforated disk so as to let the neutron beam pass.
Le diaphragme de sortie peut comporter, par exemple être constitué, d'un ou plusieurs matériau(x) faiblement absorbeurs de neutrons. The output diaphragm may comprise, for example consist of one or more material (s) weakly absorbing neutrons.
Le diaphragme de sortie peut comporter, par exemple consister en, du carbone, du magnésium, du plomb, de la silice, du zirconium ou de aluminium. The exit diaphragm may comprise, for example, carbon, magnesium, lead, silica, zirconium or aluminum.
L'ouverture du diaphragme de sortie peut être de toute forme par exemple circulaire, ovale, elliptique, polygonale. The opening of the outlet diaphragm can be of any shape, for example circular, oval, elliptical or polygonal.
Production et récupération d'énergie Production and energy recovery
L'étape de collision, notamment dans le cadre des procédés de génération de noyaux selon l'invention, peut générer un dégagement d'énergie, par exemple sous forme de chaleur.
La chaleur produite, lors de . l'étape de collision, peut par exemple être récupérée par un échangeur de chaleur dans lequel circule un ou plusieurs fluide(s) caloporteur(s). The collision step, particularly in the context of the nucleus generation methods according to the invention, can generate an energy release, for example in the form of heat. The heat produced, during. the collision step can for example be recovered by a heat exchanger in which circulates one or more coolant (s).
On pourra utiliser comme fluide caloporteur tout fluide connu par l'homme du métier comme pouvant convenir à l'invention. It will be possible to use as heat transfer fluid any fluid known to those skilled in the art as being suitable for the invention.
Il est aussi possible d'utiliser tout type de matériau devenant fluide à des températures élevées comme par exemple le sodium. It is also possible to use any type of material becoming fluid at high temperatures such as sodium.
Description des figures Description of figures
L'invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'exemples non limitatifs de mise en oeuvre de celle-ci, et à l'examen du dessin annexé, sur lequel : The invention will be better understood on reading the following detailed description, non-limiting examples of implementation thereof, and on examining the appended drawing, in which:
- la figure 1 illustre de manière schématique une pluralité de spins soumis à l'action d'un champ magnétique apte à les mettre dans un état de spin défini, FIG. 1 schematically illustrates a plurality of spins subjected to the action of a magnetic field capable of putting them in a defined spin state;
- la ' figure 2 représente schématiquement un exemple d'installation de génération de neutrons selon l'invention, - the '2 schematically shows an example of neutron generation plant according to the invention,
- les figures 2a et 2b représentent schématiquement, à deux temps différents, une installation correspondant à une variante de réalisation de la figure 2, FIGS. 2a and 2b show diagrammatically, at two different times, an installation corresponding to an alternative embodiment of FIG. 2,
- la figure 3 illustre schématiquement un détail de la figure 2, FIG. 3 schematically illustrates a detail of FIG. 2,
- les figures 3a à 3c illustrent schématiquement des variantes de la figure 3, ~ la figure 4 représente schématiquement un autre exemple de réalisation d'une installation de génération de neutrons selon l'invention, FIGS. 3a to 3c schematically illustrate variants of FIG. 3; FIG. 4 schematically represents another embodiment of a neutron generation installation according to the invention;
- la figure 5 illustre schématiquement la collision des faisceaux d'électrons et de noyaux mis en œuvre dans la figure 4, FIG. 5 schematically illustrates the collision of the electron and core beams implemented in FIG. 4;
- la figure 6 représente schématiquement un exemple de réalisation d'un dispositif interferomètrique pour l'obtention d'un faisceau mis dans un état interférentiel, et FIG. 6 diagrammatically represents an exemplary embodiment of an interferometric device for obtaining a beam placed in an interference state, and
- la figure 7 représente schématiquement un exemple de réalisation d'une installation médicale selon l'invention. - Figure 7 schematically shows an embodiment of a medical installation according to the invention.
- la figure 8 représente schématiquement un exemple d'installation de génération de noyaux selon l'invention, FIG. 8 schematically represents an example of a kernel generation installation according to the invention,
- la figure 9 représente schématiquement un détail de la figure 8, FIG. 9 schematically represents a detail of FIG.
- la figure 9a représente schématiquement une variante de la figure 9,
- la figure 10 représente schématiquement un autre exemple de réalisation d'une installation de génération de noyaux selon l' invention, FIG. 9a schematically represents a variant of FIG. 9, FIG. 10 diagrammatically represents another exemplary embodiment of a kernel generation installation according to the invention,
- la figure 1 1 illustre schématiquement la collision des faisceaux de noyaux et de neutrons mis en oeuvre dans la figure 10, et FIG. 11 schematically illustrates the collision of the corona and neutron beams implemented in FIG. 10, and
- la figure 12 représente schématiquement un exemple de réalisation d'une installation médicale selon l'invention. - Figure 12 schematically shows an embodiment of a medical installation according to the invention.
Dans toute la suite, les vecteurs sont représentés en caractères gras. In the following, the vectors are represented in bold type.
A la figure 1 est illustré schématiquement une pluralité de noyaux 1 , par exemple destinés à entrer en collision avec une pluralité d'électrons, ayant chacun un spin SN soumis à l'action d'un champ magnétique B apte à les mettre dans un état de spin défini. Le champ Bo comporte une composante statique et une composante variable et/ou un gradient non nul sur l'axe de la collision. Les spins des noyaux 1 sont, sous l'action du champ Bo, alignés avec Bo- En outre, les spins peuvent, comme représenté, être de même sens avec Bo- Bien entendu, bien que non illustré, les spins d'une pluralité d'électrons soumis à l'action d'un champ magnétique apte à les mettre dans un état de spin défini seront aussi alignés avec ledit champ magnétique. Ces spins pourront aussi être, en outre, de même sens avec ledit champ magnétique. In FIG. 1 is schematically illustrated a plurality of cores 1, for example intended to collide with a plurality of electrons, each having a spin SN subjected to the action of a magnetic field B able to put them in a state defined spin. The field Bo comprises a static component and a variable component and / or a non-zero gradient on the axis of the collision. The spins of the nuclei 1 are, under the action of the field Bo , aligned with Bo . In addition, the spins can, as shown, be of the same meaning with Bo. Of course, although not illustrated, the spins of a plurality electrons subjected to the action of a magnetic field capable of putting them in a defined spin state will also be aligned with said magnetic field. These spins may also be in the same direction with said magnetic field.
Bien entendu, bien que non illustré, les spins d'une pluralité de neutrons soumis à l'action d'un champ magnétique apte à les mettre dans un état de spin défini seront aussi alignés avec ledit champ magnétique. Ces spins pourront, en outre, être de même sens avec ledit champ magnétique. Of course, although not illustrated, the spins of a plurality of neutrons subjected to the action of a magnetic field capable of putting them in a defined spin state will also be aligned with said magnetic field. These spins may, in addition, be of the same direction with said magnetic field.
A la figure 2 est représenté un faisceau d'électrons 2 généré par une source d'électrons et un faisceau de noyaux 1 généré par une source de noyaux. In Figure 2 is shown an electron beam 2 generated by an electron source and a core beam 1 generated by a source of nuclei.
Les faisceaux d'électrons et de noyaux générés sont chacun amenés à traverser un diaphragme 100 disposé après la sortie de leur source respective. The generated electron and nucleus beams are each passed through a diaphragm 100 disposed after the exit of their respective source.
Un premier champ magnétique B0, configuré pour la mise dans un état de spin défini du faisceau de noyaux 1 , comportant une composante statique et une composante variable et/ou un gradient non nul sur l'axe de la collision est appliqué. A first magnetic field B 0 , configured for setting into a defined spin state of the core beam 1, having a static component and a variable component and / or a non-zero gradient on the collision axis is applied.
Le faisceau d'électrons 2 subit un second champ magnétique B1 } configuré pour la mise dans un état de spin défini du faisceau d'électrons 2, lequel comporte une
composante statique et une composante variable et/ou' un gradient non nul sur Taxe de la collision. The electron beam 2 undergoes a second magnetic field B 1} configured to put in a defined spin state of the electron beam 2, which comprises a static component and a variable component and / or a non-zero gradient on the axis of the collision.
Le faisceau d'électrons 2 est ensuite dévié par un champ magnétique de déviation B2. Bien que non illustré, le faisceau d'électrons pourrait être dévié par un champ électrique de déviation ou encore par la combinaison d'un champ électrique et d'un champ magnétique de déviation. The electron beam 2 is then deflected by a magnetic deflection field B 2 . Although not illustrated, the electron beam could be deflected by an electric deflection field or by the combination of an electric field and a magnetic deflection field.
On constate que les faisceaux de noyaux 1 et d'électrons 2 forment, à la sortie de leur source respective, un angle a lequel est représenté, à la figure 2, comme étant sensiblement égal à 90°. Plus généralement, l'angle a peut être compris entre 0 et 180°. Lorsque a est supérieur ou égal à 90°, il peut être préférable d'appliquer un champ magnétique et/ou électrique de déviation de manière à amener, lors de l'étape de collision, le faisceau de noyaux 1 et d'électrons 2 dans un sens de déplacement sensiblement opposé. En revanche lorsque a est inférieur à 90°, il peut être préférable d'appliquer un champ magnétique et/ou électrique de déviation de manière à amener, lors de l'étape de collision, le faisceau de noyaux 1 et d'électrons 2 dans un sens de déplacement sensiblement identique. It can be seen that the bundles of cores 1 and of electrons 2 form, at the output of their respective sources, an angle at which is represented, in FIG. 2, as being substantially equal to 90 °. More generally, the angle a may be between 0 and 180 °. When a is greater than or equal to 90 °, it may be preferable to apply a magnetic and / or electrical deflection field so as to bring, during the collision step, the beam of nuclei 1 and electrons 2 in a direction of movement substantially opposite. However, when a is less than 90 °, it may be preferable to apply a magnetic and / or electrical deflection field so as to bring, during the collision step, the beam of nuclei 1 and electrons 2 in a substantially identical direction of movement.
Les premier et second champs magnétiques sont générés par des bobines non représentées. The first and second magnetic fields are generated by unrepresented coils.
La collision entre le faisceau de noyaux 1 et le faisceau d'électrons 2 a lieu dans une enceinte 30 comportant une paroi 10 et provoque la génération de neutrons 3. On voit que, lors de l'étape de collision, le faisceau de noyaux 1 et d'électrons 2 ont un sens de déplacement sensiblement opposé. The collision between the nucleus beam 1 and the electron beam 2 takes place in an enclosure 30 comprising a wall 10 and causes the generation of neutrons 3. It can be seen that, during the collision step, the nucleus beam 1 and electrons 2 have a substantially opposite direction of movement.
Les neutrons générés 3 peuvent être amenés à traverser un diaphragme 100. Les neutrons générés 3 peuvent être maintenus dans un état de spin défini par le champ magnétique de maintien B3, par exemple créé par une bobine 20. The generated neutrons 3 can be passed through a diaphragm 100. The generated neutrons 3 can be maintained in a spin state defined by the holding magnetic field B3, for example created by a coil 20.
A la figure 3 sont illustrés les états de spin de noyaux 1 et d'électrons 2 juste avant leur de collision. Comme illustré, les spins des électrons SE et les spins des noyaux S peuvent, lors de l'étape de collision, être alignés dans le même sens. En outre, les spins des noyaux 1 respectivement des électrons 2 peuvent être colinéaires aux vecteurs vitesses des noyaux 1 respectivement des électrons 2 lors de l'étape de collision. In Figure 3 are illustrated the spin states of nuclei 1 and electrons 2 just before their collision. As illustrated, the electron spins S E and the spins of the cores S may, during the collision step, be aligned in the same direction. In addition, the spins of the nuclei 1 and the electrons 2 respectively can be collinear with the velocity vectors of the nuclei 1 and the electrons 2 respectively during the collision step.
A la figure 3a est représentée une variante de réalisation de la figure 3 où le second champ magnétique est identique au premier champ magnétique BQ et est un champ
statique. On peut constater que les spins sont mis dans un état défini mais ne sont pas tous alignés dans le sens du champ. FIG. 3a shows an alternative embodiment of FIG. 3 where the second magnetic field is identical to the first magnetic field BQ and is a field static. It can be seen that the spins are set in a defined state but are not all aligned in the field direction.
A la figure 3b est représentée une variante de réalisation de la figure 3 où les faisceaux de noyaux 1 et d'électrons 2 ont, lors de l'étape de collision, des sens de déplacement sensiblement identiques. Dans ce cas, l'angle a entre les faisceaux de noyaux 1 et d'électrons 2 à la sortie de leur source respective peut, par exemple, être inférieur à 90°. Le spin du noyau 1 respectivement de l'électron 2 et le vecteur vitesse du noyau 1 respectivement de l'électron 2 peuvent être colinéaires et avoir le même le sens lors de l'étape de collision. FIG. 3b shows an alternative embodiment of FIG. 3, in which the bundles of cores 1 and electrons 2 have substantially identical directions of movement during the collision step. In this case, the angle α between the bundles of cores 1 and electrons 2 at the output of their respective source may, for example, be less than 90 °. The spin of the nucleus 1 respectively of the electron 2 and the speed vector of the nucleus 1 respectively of the electron 2 can be collinear and have the same sense during the collision step.
A la figure 3c est représenté une variante de réalisation où un noyau 1 n'ayant pas subi de collision est dévié par le champ magnétique de déviation B FIG. 3c shows an alternative embodiment in which a core 1 that has not undergone a collision is deflected by the magnetic deflection field B
Aux figures 3b et 3c, bien que non illustré, le champ magnétique de déviation In Figures 3b and 3c, although not illustrated, the magnetic field of deflection
B peut être remplacé par un champ électrique de déviation ou par la combinaison d'un champ magnétique et d'un champ électrique de déviation.. B may be replaced by an electrical deflection field or by the combination of a magnetic field and an electrical deflection field.
Les sources de noyaux et d'électrons sont représentées, à la figure 2a, comme étant mise en regard, générant chacune respectivement un faisceau de noyaux 1 et un faisceau d'électrons 2, ayant chacun sensiblement la même direction et un sens de déplacement opposé. The sources of nuclei and electrons are shown in FIG. 2a as being facing each other, respectively generating a beam of cores 1 and an electron beam 2, each having substantially the same direction and an opposite direction of movement. .
En outre, un premier champ magnétique Bo identique au second champ magnétique, permettant de mettre les faisceaux de noyaux 1 et d'électrons 2 dans un état de spin défini, est appliqué dans l'enceinte 30. In addition, a first magnetic field Bo identical to the second magnetic field, for putting the beams of nuclei 1 and electrons 2 in a defined spin state, is applied in the chamber 30.
A la figure 2b est représentée l'évolution du système de la figure 2a après l'étape de collision, où un faisceau de neutrons 3 est généré sensiblement dans la direction de la source d'électrons. In Figure 2b is shown the evolution of the system of Figure 2a after the collision step, where a neutron beam 3 is generated substantially in the direction of the electron source.
Bien entendu, la source d'électrons 2 est, comme illustré, choisie de manière à limiter les interactions et donc l'endommagement produit par le faisceau de neutrons 3. Of course, the electron source 2 is, as illustrated, chosen so as to limit the interactions and therefore the damage produced by the neutron beam 3.
A la figure 4, les faisceaux de noyaux 1 et d'électrons 2 sont, avant la collision, mis dans un état interférentiel. Le faisceau d'électrons 2 est en outre, dévié sous l'action d'un champ magnétique de déviation B2. Un faisceau de neutrons 3 est généré après collision entre le faisceau d'électrons et le faisceau de noyaux. In FIG. 4, the beams of cores 1 and of electrons 2 are, before the collision, placed in an interference state. The electron beam 2 is further deviated by the action of a magnetic deflection field B 2 . A neutron beam 3 is generated after collision between the electron beam and the nucleus beam.
A ia figure 5 est illustrée schématiquement la collision des faisceaux de noyaux 1 et d'électrons 2 mis chacun dans un état d'interférences spatiales. Les zones
d'interférence constructives 40 au sein du faisceau de noyau 1 sont illustrées comme recouvrant sensiblement la totalité des zones d'interférence constructives 50 présentes au sein du faisceau d'électrons 2 mis dans un état d'interférences spatiales. La figure 5 illustre, en outre, le recouvrement des zones d'interférence destructives respectives des deux faisceaux 41 et 51. FIG. 5 schematically illustrates the collision of the beams of cores 1 and of electrons 2 each placed in a state of spatial interference. The areas Constructive interference devices 40 within the core beam 1 are illustrated as substantially covering all of the constructive interference zones 50 present within the electron beam 2 set in a state of spatial interference. FIG. 5 further illustrates the overlap of the respective destructive interference zones of the two beams 41 and 51.
A la figure 6 est représenté un dispositif interférométrique 300 permettant la mise d'un faisceau de particules incidentes dans un état- interférentiel comportant une succession de réseaux de diffraction en transmission 200. FIG. 6 shows an interferometric device 300 for placing a beam of incident particles in an interference state comprising a succession of transmission diffraction gratings 200.
Les faisceaux de particules émergents des réseaux de diffraction 200 traversent ensuite un collimateur permettant de ne générer qu'un seul faisceau. The beams of particles emerging from the diffraction gratings 200 then pass through a collimator making it possible to generate only one beam.
L'installation médicale représentée à la figure 7 est utilisée pour la destruction des cellules cancéreuses par faisceau de neutrons. Cette installation comporte un moyen de positionnement d'un patient, à traiter P ainsi qu'un collisionneur selon l'invention à la sortie duquel est placé une tête d'irradiation 400' permettant l'irradiation du patient P avec le faisceau de neutrons généré par les collisionneurs selon l'invention. The medical installation shown in Figure 7 is used for the destruction of cancer cells by neutron beam. This installation comprises a patient positioning means, to be treated P and a collider according to the invention, at the output of which is placed an irradiation head 400 ' allowing irradiation of the patient P with the generated neutron beam by the collectors according to the invention.
A la figure 8 est représenté un faisceau de noyaux 1 généré par une source de noyaux et un faisceau de neutrons 3 généré par une source de neutrons. Ce qui va être décrit ci-dessous relativement aux noyaux 1, mis dans un état de spin défini, peut être applicable aux particules atomiques. In FIG. 8 is shown a nucleus beam 1 generated by a source of nuclei and a neutron beam 3 generated by a neutron source. What will be described below relative to the nuclei 1, put in a defined spin state, may be applicable to the atomic particles.
Les faisceaux de neutrons 3 et de noyaux 1 générés sont chacun amenés à traverser un diaphragme 100 disposé après la sortie de leur source respective. The beams of neutrons 3 and nuclei 1 generated are each caused to pass through a diaphragm 100 disposed after the exit of their respective source.
Un premier champ magnétique Bo comportant une composante statique et une composante variable et/ou un gradient non nui sur l'axe de la collision, configuré pour la mise dans un état de spin défini du faisceau de noyaux 1 , est appliqué. A first magnetic field Bo comprising a static component and a variable component and / or an undissolved gradient on the collision axis, configured for setting into a defined spin state of the core beam 1, is applied.
Le faisceau de neutrons 3 subit un second champ magnétique B\, configuré pour la mise dans un état de spin défini du faisceau de neutrons 3, lequel comporte une composante statique et une composante variable et/ou un gradient non nul sur l'axe de la collision. The neutron beam 3 undergoes a second magnetic field B 1 , configured for setting the neutron beam 3 in a defined spin state, which comprises a static component and a variable component and / or a non-zero gradient on the axis of the neutron beam. collision.
Les premier et second champs magnétiques sont générés par une ou plusieurs bobine(s) 80.
La' collision entre le faisceau de noyaux 1 et le faisceau de neutrons 3 a lieu dans une enceinte 30 comportant une paroi 10 et provoque la génération de noyaux 1 ainsi qu'un dégagement de chaleur. The first and second magnetic fields are generated by one or more coil (s) 80. The collision between the cores of beam 1 and the neutron beam 3 takes place in an enclosure 30 having a wall 10 and causes the generation of cores 1 and a heat release.
La chaleur produite lors de la collision est récupérée par un échangeur de chaleur 60 dans lequel circule un fluide caloporteur 70. The heat produced during the collision is recovered by a heat exchanger 60 in which circulates a coolant 70.
Les particules n'ayant pas subi de collision et/ou produites lors de la collision sont évacuées par la pompe à vide. Particles that have not been collided and / or produced during the collision are removed by the vacuum pump.
A la figure 9 sont illustrés les états de spin de noyaux 1 et de neutrons 3 juste avant leur collision. Comme illustré, les spins des neutrons Su et les spins des noyaux SN peuvent, lors de l'étape de collision, être alignés dans le même sens. En outre, les spins des noyaux 1 respectivement des neutrons 3 peuvent être colinéaires aux vecteurs vitesses des noyaux 1 respectivement des neutrons 3 lors de l'étape de collision. In Figure 9 are illustrated the spin states of nuclei 1 and neutrons 3 just before their collision. As illustrated, the neutron spins S u and the spins of the nuclei SN can, during the collision step, be aligned in the same direction. In addition, the spins of nuclei 1 and neutrons 3 respectively can be collinear with the velocity vectors of nuclei 1 and neutrons 3 respectively during the collision step.
A la figure 9a est représentée une variante de réalisation de la figure 9 où le second champ magnétique est identique au premier champ magnétique Bo et est un champ statique. On peut constater que les spins sont mis dans un état défini mais ne sont pas tous alignés dans le sens du champ. In Figure 9a is shown an alternative embodiment of Figure 9 where the second magnetic field is identical to the first magnetic field Bo and is a static field. It can be seen that the spins are set in a defined state but are not all aligned in the field direction.
A la figure 10, les faisceaux de noyaux 1 et de neutrons 3 sont, avant la collision, mis dans un état interférentiel. Ce qui va. être décrit ci-dessous pour les faisceaux de neutrons 3, mis dans un état interférentiel, peut être applicable à un second faisceau de noyaux 3 . In FIG. 10, the beams of cores 1 and neutrons 3 are, before the collision, placed in an interference state. What's going? described below for the neutron beams 3, placed in an interference state, may be applicable to a second core beam 3.
A la figure 1 1 est illustrée schématiquement la collision des faisceaux de noyaux 1 et de neutrons 3 mis chacun dans un état interférentiel. Les zones d'interférence constructives 40 au sein du faisceau de noyaux 1 sont illustrées comme recouvrant sensiblement la totalité des zones d'interférence constructives 500 présentes au sein du faisceau de neutrons 3 mis dans un état interférentiel. La figure î 1 illustre, en outre, le recouvrement des zones d'interférence destructives respectives des deux faisceaux 41 et 510. In Figure 1 1 is schematically illustrated the collision of the beams of nuclei 1 and neutrons 3 each placed in an interference state. The constructive interference zones 40 within the core beam 1 are illustrated as substantially covering all of the constructive interference zones 500 present within the neutron beam 3 placed in an interference state. FIG. 1 illustrates, in addition, the overlap of the respective destructive interference zones of the two beams 41 and 510.
L'installation médicale représentée à la figure 12 est utilisée pour la destruction des cellules cancéreuses par faisceau de noyaux. Cette installation comporte un moyen de positionnement d'un patient à traiter P ainsi qu'un collisionneur selon l'invention à la sortie duquel est placé une tête d'irradiation 400 permettant l'irradiation du patient P avec le faisceau de noyaux généré par les collisionneurs selon l'invention.
L'expression « comportant un(e) » doit être comprise comme « comportant au moins un(e) ».
The medical facility shown in Figure 12 is used for the destruction of cancer cells by nuclei. This installation comprises a means for positioning a patient to be treated P and a collider according to the invention, at the output of which is placed an irradiation head 400 allowing irradiation of the patient P with the nucleus beam generated by the colliders according to the invention. The expression "bearing (s)" must be understood as "containing at least one".