Brevet FR2138256A1 — publié le 19730105

La présente invention, due aux travaux de MN. Gilbert ESCHARD, Gilbert MÂHIEUX et Armant SÂRRÂILH des Laboratoires d'Electronique et de Physique Appliquées, est relative à un tube à neutrons.à électrodes planes. Les impulsions neutroniques engendrées par les tubes à neutrons connus, notamment les tubes à gaz, sont en général obtenues en bombardant du tritium ou du deutérium occlu dans une cible par un faisceau de deutons accélérés dans un champ électrique. Ces deutons étant obtenus dans une chambre, soit du type Penning soit du type à filament chaud, par ionisation du deutérium qu'elle continente Outré cette chambre d'ionisation, ces tubes comportent un espace d'accélération, une cible, un dispositif régénérant le deutérium qui les remplit et une jauge permettant la mesure de la pression. Les dimensions minimales de l'espace d'accélération sont liées à la valeur de l'énergie du faisceau de deutons incidents et à la tenue en tension des électrodes délimitant cet espace. Dans les tubes connus le volume occupé par la chambre d'ionisation vient s'ajouter à celui de l'espace d'accélération, accroissant ainsi les dimensions totales des tubes. La présente invention a pour objet un tabe à neutrons à électrodes planes, de faibles dimensions, palliant l'inconvénient ci-dessus. Ce tube est essentiellement earactérisé en ce qu'il comporte, dans une enceinte remplie de deutérium, une anode et une cathode planes, disposées respectivement dans des plans parallèles, les surfaces en regard de l'anode et de la cathode étant sensiblement égales. Une décharge est alors amorcée entre l'anode et la cathode constituant la cible, l'espace cible-anode étant utilisé simultanément à l'ionisation et l'accélération0 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 à neutrons à électrodes planes, objet de l'invention. Les dispositions de réalisation qui seront décrites à propos de cet exemple devront être considérées comme faisant partie de l'invention, étant entendu que toutes dispositions équivalentes pourront aussi bien être utilisées sans sortir du cadre de celle-oi. Seuls ont été représentés sur le dessin, les éléments nécessaires à la compréhension de l'invention. La figure unique représente, vu en coupe axiale, un mode de réalisation possible dtun tube à neutrons selon l'invention. Sur cette figure, une enceinte cylindrique constituée par un manchon isolant en verre 1, est fermée à sa partie inférieure par un pied métallique 2 muni d'un queusot de pompage 3, et à sa partie supérieure par un flasque métallique 4 traversé par une électrode 50 Des anneaux 6, réalisés en matériau nommé "dilver P" permettant la soudure verre-métal, sont interposés entre le pied 2, le flasque 4 et les extrémités du manchon 1 respectivement. Une anode 7, constituée par un disque plan en acier inoxydable, est reliée au pied 2. Dans l'espace ménagé entre ce dernier et cette anode est disposé un régénérateur de deutérium 8 connecté à deux électrodes 9 et 10, ltélectrode 10 étant isolée électriquement du pied 2. Ce régénérateur 8 comprend par exemple une masse de poudre frittée, de préférence en titane, entourant un élément chauffant connecté aux bornes 9 et 10. Une cathode ou cible 11 est constituée par un disque plan métallique recouvert de titane. Cette cible est disposée parallèlement et coaxialement à anode 7, les surfaces en regard étant sensiblement égales. La cible il est supportée par l'électrode 5. Des trous tels que 12, percés dans le support de l'anode 7, mettent en communication les-volumes gazeux intérieur et extérieur à l'anode La pression de deutérium dans le tube est maintenue à une valeur de l'ordre de cinq pascals par l'intermédiaire du régulateur 8, la mesure de l'intensité parcourant l'élément chauffant de ce régulateur permettant de connaître cette pression. Dans la présente réalisation I'snode 7 7 est connectée à la masse électrique et des impulsions de tension de polarité négative, appliquées sur la cible 11, permettent l'amorçage d'une décharge entre cible et anode. Simultanément on obtient l'ionisation du deutérium et l'accélération des deutons ainsi créés qui, par bombardement de la cible, engendrent une bouffée de neutrons (réaction d-t). L'amplitude des impulsions appliquées sur la cible étant égale à 130 kV et leur durée à 3 s, 7 on obtient environ 107 neutrons par bouffée. Le choix d'une valeur de pression de deutérium de tordre de cinq pascals permet d'obtenir une section efficace d'ionisation relativement élevée, favorisant ainsi la création des deutons dans l'espace cible-anode. Le tube à neutrons réalisé selon l'invention présente une structure très simple, étant donné notamment l'absence de chambre d'ionisation. Ses dimensions sont réduites : longueur 60 mm, diamètre 40 mm, et sa résistance mécanique est bonne REVENDICÂTIONS 10) Tube à neutrons à électrodes planes caractérisé en ce qu'il comporte, dans une enceinte remplie de deutérium, une anode et une cathode planes, disposées respectivement dans des plans parallèles, les surfaces en regard de l'anode et de la cathode étant sensiblement égales. 20) Tube à neutrons à électrodes planes suivant la revendication 1 comportant un régénérateur de deutérium en poudre de titane frittée disposé entre l'extrémité inférieure du tube et l'anode.