Brevet FR2042671A1 — publié le 19710212

7.0 096-78 -1- 2042671 La présente invention concerne une cible nouvelle et perfectionnée, destinée à être utilisée avec un générateur de neutrons thermiques du modèle décrit dans la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique I® 501»523 du 22 Octobre 1965 déposée 5 par John S. FRASER. Dans cette demande antérieure, on décrit un puissant générateur de neutrons comportant* un tube à cible, rempli d'une cible en métal liquide irradié par un faisceau de protons. Le métal liquide pénètre par la partie supérieure du tube, et un tube à 10 faisceau sans fenêtre en fait autant. On pourrait simplifier considérablement la structure du générateur de neutrons si la cible était réalisée de manière que le tube à faisceau pénètre dans la cible par le bas, tandis que le métal cible continuerait à pénétrer dans le tube à cible par le haut. 15 La présente invention concerne un ensemble de cible consti tué par un tube à cible de forme allongée et draxe vertical, un tube à faisceau de protons sans fenêtre pénétrant dans*le tube à cible par le bas tandis qu'un métal liquide entre dans le tube à cible par le haut. Le métal liquide entre dans la zone de la 20 cible avec une turbulence initiale qui fait adhérer le métal liquide à la paroi du tube à cible; par conséquent, le métal liquide ne pénètre pas dans le tube à faisceau de protons. D'autres caractéristiques et avantages de 1* invention res-sortiront de la description qui va suivre, faite en regard du 25 dessin annexé, et donnant à titre explicatif mais nullement limitatif , une forme de réalisation de cette invention. Sur le dessin, qui représente schématiquement une coupe verticale d'un tube à cible réalisé selon là présenté invention, on a représenté la zone servant de cible constituée par un tube 30 10 d'alimentation, un générateur de turbulence 21, une partie cylindrique 22, une partie conique 11 et une partie cylindrique agrandie 12. Le tube 13 à faisceau de protons est placé dans la partie cylindrique 12, le tube à faisceau 13 comportant une extrémité ouverte 19 tournée vers le haut. Le métal liquide 20 35 entre dans la zone de la cible par le tube d'alimentation 10 à la partie supérieure et acquiert une turbulence initiale créée par des aubes ou gicleurs dans le générateur de turbulence 21. Les lignes pointillées à gauche du générateur de turbulence 21 indiquent que le tuyau d'alimentation 10 pourrait pénétrer par 70 09678 2042671 exemple tangentiellement, et non par dessus, dans le générateur de turbulence 21.. Le métal liquide est maintenu contre la paroi du tube à cible par la turbulence induite et diverge dans la zone de la partie conique 11 pour créer une intersurface 14 de 5 cible à laquelle se heurte le faisceau 15 de protons. Une zone 16 où règne le vide est formée à l'intérieur de là partie cylindrique 12, ladite partie où règne le vide partant d'au-dessous l'extrémité ouverte 19 du tube à faisceau d'électrons 13 jusqu'à un ressaut hydraulique 17 où Le métal liquide vient en contact 10 avec les cStés du tube 13 à faisceau de protons. En fonctionnement, le métal liquide tourbillonnant, par exemple un eutectique de bismuth et de plomb, descend dans la partie 22, divergeant en 14 pour former la cible. L'écoulement continue au voisinage de l'ouverture 19 du tube à faisceau sous 15 forme d'une pellicule' annulaire avant de franchir un ressaut hydraulique de manière à remplir l'espace annulaire entre les tubes cible et de faisceau. On admet que le mécanisme d'écoulement engendrant 1 ' inirersurface cible est un phénomène de rupture de tourbillon. On a vérifié expérimentalement que l'écoulement à 20 travers la zone de la cible se produit comme décrit ci-dessus et qu'une couche annulaire 18 se forme dans la partie 12 du tube à cible, le liquide revenant en contact avec le tube à faisceau de protons à proximité du ressaut hydraulique 17» L'angle de turbulence, c'est-à-dire lrangle entre la verti-25 cale et la tangente au courant pénétrant dans la partie cylindrique 22 à sa partie supérieure doit être voisin de 30 à 45°. Les vitesses axiales dans le tuyau d'arrivée 10 pourront par exemple atteindre 9 m/s et lrangle au sommet total de la partie conique 11 devrait être compris entre 20 et 40°. 30 La présente invention concerne un nouveau type de cible pour un puissant générateur de neutrons thermiques, qui simplifie considérablement la réalisation dudit générateur de neutrons tout en permettant d'incorporer un tube à faisceau de protons sans fenêtre au tube à cible. 70 09678 -5- 2042671 .1. Générateur puissant de neutrons thermiques, dans lequel un faisceau de protons provenant d'un tube à faisceau sans fenêtre frappe une cible de métal liquide de manière à engendrer un 5 flux de neutrons intense, caractérisé en ce qu'il comprend un tube à cible,..dont l'axe est sensiblement vertical, un générateur .de turbulence à la partie supérieure du tube à cible provoquant un écoulement tourbillonnaire descendant sous un angle donné par rapport à .1 'axe, du, tube, une partie conique divergente du tube 10 à cible étant disposée au-dessous du générateur de turbulence, un tube à cible formant une partie cylindrique élargie au-dessous de la partie conique et un tube à faisceau, placé dans ledit tube à cibley ..étant destiné à projeter de bas en haut un faisceau de protons venant en contact avec la surface de la cible en mé-15. tal-liquide à l'intérieur de la partie conique du tube à cible. 2, Appareil selon la Revendication.1, caractérisé en ce que ledit générateur de turbulence crée un tourbillon formant un angle compris entre 30 et 45° environ par rapport à la verticale, l'angle au sommet total de la partie conique étant compris 20 entre 20 et 40° environ.