Brevet FR2137248A1 — publié le 19721229

La présente invention, due aux travaux de NN. Gorges Âlbert BOUTRY et Gilbert ESCHARD des Laboratoires d'Electronique et de Physique Appliquées, est relative à un tube générateur de neutrons. Il est connu d'engendrer des impulsions neutroniques à l'aide d'un faisceau de deutons frappant une cible recouverte d'un produit contentant du tritium. Ces deutons sont en général créés par une source du type Penning comportant une cathode froide disposée dans une enceinte soumise à l'action de champs électrique et magnétique, puis accélérés par application entre une chambre d'ionisation et la cible d'une tension d'amplitude élevez Les ions parvenant sur oette cible engendrent, par réaction avec le tritiums qu'elle oontient, une émission de neutrons monoénergétiques. L'intensité du courant ionique délivré par la source étant limitée par la dissipation électrique maximale, l'amplitude des impulsions ou de la tension continue appliquée sur la cible est en général choisie très élevée de manière A obtenir un flux neutronique important. L'énergie disponible dans l'impulsion se trouve nécessairement partagée en deux parties : la première qui sert à engendrer les ions, la seconde qui les accélère s il en résulte, à la fois, une baisse de rendement et un retard. En outre la pression du gas contenu dans le tube doit être faible (de l'ordre du pascal). La présente invention a pour objet un tube générateur de neutrons palliant les inconvénients ci-dsssus. Ce tube, apte è délivrer soit un flux continu, soit de braves impulsions neutroniques et comportant successivement, dans une enceinte remplie de gaz, une chambre d'ionisation, un espace d'accélération et une cible, est essentiellement caractérisé en ce que ladite chambre d'ionisation comporte une cathode chaude et une grille de commande. Ce tube est en outre caractérisé en ce qu'iL comporte, en variante, une cathode froide. Le processus de préionisation produit par la polarisation convenable de la cathode et de la grille de commande ont raine une présence constante de gas ionisé dans la chambre d'ionisation, particulièrement en l'absence de tension appliquée sur la cible, supprimant ainsi tout retard lors de 1'amor4age du tube. En se référant au dessin ci-joint, on va décrire ci-après un exemple donné à titre non limitatif, de mise en oeuvre d'un tube générateur de neutrons, objet de l'invention. Les dispositions de réalisation qui seront décrites à propos de cet exemple devront Qtre considérées comme faisant partie de l'invention, étant entendu que toutes dispositions équivalentes pourront aussi bien Outre utilisées sans sortir du cadre de celleo Seuls ont été représentés sur la figure, les éléments nécessaires à la compréhension de l'invention. La figure unique représente, vu en coupe longitudinale, un mode de réalisation possible -d'un tube générateur de neutrons conforme è l'invention. Sur cette figure, le tube 1 comporte une enceinte cylindrique 2 en verre, fermée å sa partie inférieure par un pied 3 en verre pressé muni d'un queusot de pompage 4, et à sa partie supérieure par une cible 5 en forme de doigt de gant et disposée N l'intérieur de l'enceinte 2. Cette cible 5 est recouverte d'un produit contenant du tritium. Une chambre d'ionisation 6 est ménagée entre les parois latérales de enceinte 2, au voisinage de l'extrémité inférieure de celle-ci. Cette chambre 6 est limitée, selon ltaxe du tube 1, par une anticathode réflectrice 7 et par une anode 8, circulaires et coaxiales au tube 1. s I'intérieur de la chambre 6, sont disposées une cathode 9 chauffée par l'intermédiaire d'un filament 10, et une grille 11. Une bobine 12 parcourue par un courant continu, ou un aimant permanent, coaxial au tube 1, engendre un champ magnétique dirigé selon l'axe de ce tube.Le filament chauffant 10 et I'anticathode 7 sont portés aux potentiels convenables par l'intermédiaire des liaisons électriques telles que 13 traversant le pied 3 au travers de passages étanches tels que 14. Une jauge 15, montée sur un manchon en céramique, est associée à un pont de mesure non représenté sur la figure et permet d'observer les diminutions éventuelles de la pression du gaz à l'intérieur du tube 1, celles-ci étant compensées par la libération du deutérium occlus dans un réservoir en titane 16. Dans la présente réalisation l'anode 8 est connectée N la masse électrique tandis que la grille Il est portée B un potentiel positif de l'ordre de cent volts. Les électrons arrachés la cathode et attirés par 1a grille Il ionisent le deutérium présent dans la chambre d'ionisation 6. Cette ionisation est favorisée par la présence du champ magnétique axial produit par la bobine 12. Si on applique sur la cible 5 des impulsions de tension négative d'amplitude égale à 120 kV et de durée égale à 2,5 s, on recueille alors au voisinage de cette cible des bouffées neutroniques brèves, chacune d'elles étant composée d'environ 2.107 neutrons. Si l'amplitude des impulsions négatives appliquées sur la cible est choisie égale è 80 kV, chaque impulsion neutronique correspondante contient alors environ 5.106 neutrons. Il est en outre possible d'obtenir des bouffées identiques en appliquant sur la cible 5 une tension continue d'amplitude négative des impulsions positives de faible amplitude étant alors appliquées sur la grille. REVENDICATIONS 10/ Tube générateur de neutrons apte à délivrer soit un flux continu, s3it de brèves impulsions neutroniques et comportant successivement, dans une enceinte remplie de gaz, une chambre d'ionisation, un espace d'accélération et une cible caractérisé en ce que ladite chambre d'ionisation comporte une cathode chaude et une grille de commande. 2 / Tube générateur de neutrons suivant la revendication 1 dans lequel des moyens permettent d'appliquer sur la grille de commande des impulsions de tension de faible amplitude, la cible étant portée à un potentiel égal à la tension d'accélération, permettant aux impulsions ioniques frappant alors la cible d'engendrer des bouffées de neutrons d' intensité choisie. 3e/ Tube générateur de neutrons suivant la revendication 1 dans lequel la cathode est un filament de tungstène. 40/ Tube générateur de neutrons suivant la revendication 1 dans lequella cathode est du type à oxydes.