Brevet FR2516390A1 — publié le 19830520

La présente invention concerne le domaine général de l'optique et de la propagation des faisceaux de particu- les chargées et elle porte plus particulièrement sur la dé- flexion achromatique d'un faisceau, convenant spécialement à l'utilisation dans un appareil de traitement par radiations. Des éléments optiques achromatiques sont essentiels dans les appareils d'irradiation industriels et médicaux, à usage thérapeutique, du fait que la caractéristique essentiel- le pour de telles opérations consiste dans l'intensité rela- tivement élevée du faisceau et dans la commande de cette in- tensité Un accélérateur caractéristique à courant de fais- ceau élevé, comme l'accélérateur linéaire micro-onde, fournit les intensités de faisceau exigées, mais la distribution d'énergie est assez large Pour utiliser le faisceau disponi- ble, il est donc nécessaire d'introduire des éléments optiques qui sont relativement insensibles à la distribution d'énergie du faisceau En particulier, dans le cas d'un appareil à rayons X, il est souhaitable de concentrer un faisceau intense sur un spot de faisceau de petite taille sur la cible émettri- ce de rayons X, pour obtenir une source de rayons X suffisam- ment petite par rapport à la région d'irradiation visée. Les dispositifs de déflexion de faisceau utilisés dans les applications d'irradiation industrielles et les appli- cations médicales thérapeutiques sont habituellement sujets à des contraintes mécaniques et géométriques liées à la manoeu- vrabilité de l'appareil, au blindage et à la collimation du flux d'irradiation, ainsi qu'à des considérations économiques concernant la structure d'un tel appareil. Le brevet US 3 867 635 décrit un dispositif de dé- flexion de faisceau de type achromatique Dans ce dispositif, le faisceau traverve trois aimants en forme de secteurs à champ uniforme, et deux espaces de glissement, en subissant une déflexion de 2700 pour tomber sur la cible émettrice de rayons X Les pôles des aimants en forme de secteur sont définis avec précision en liaison avec les angles des secteurs. Les angles d'incidence et de sortie du faisceau sont définis par rapport à chaque secteur et un shunt de forme complexe occupe les espaces intermédiaires ainsi que les régions d'en- trée et de sortie du déflecteur, pour assurer l'existence des espaces de glissement exempts de champ qui sont nécessaires. L'alignement interne mutuel de tous les composants du déflec- teur est essentiel pour l'obtention des performances de ce dispositif de l'art antérieur, et il en est de m 4 me pour l'alignement du déflecteur assemblé par rapport au faisceau de l'accélérateur. Un autre dispositif de l'art antérieur est décrit dans le brevet US 3 379 911, dans lequel une déflexion à 2700 est accomplie dans un champ uniforme dans lequel on a intro- duit une région de gradient à proximité du point milieu de la déflexion ( 135 ), de façon que le champ magnétique dans cette région de gradient augmente radialement dans le plan de dé- flexion, vers la partie extérieure des trajectoires acceptées. Ainsi, les trajectoires qui sont caractérisées par un grand rayon de courbure (en l'absence de gradient) sont soumises à un champ un peu plus intense que les trajectoires ayant de plus petits rayons de courbure Un réglage correct de la cale établissant le gradient procure une déflexion achromatique au premier ordre sur l'angle désiré. Dans tous les dispositifs décrits, il est souhaita- ble que le déflecteur n'introduise pas de dispersion notable sur la quantité de mouvement du faisceau et qu'il produise dans le plan de sortie une reproduction fidèle des conditions qui existent dans le plan d'entrée du dispositif. Le but principal de l'invention est de réaliser un dispositif de déflexion achromatique de premier ordre, parti- culièrement simple, dans un appareil d'irradiation par des particules chargées. Selon une caractéristique de l'invention, un aimant de déflexion comprend une première région de champ uniforme qui est séparée par une frontière d'une seconde région de champ uniforme, grâce à quoi les trajectoires des particules qui traversent la première région sont caractérisées par un grand rayon de courbure dans la première région et un plus petit rayon de courbure dans la seconde région, après quoi ces particules retraversent la première région avec le grand rayon de courbure. Selon une autre caractéristique de l'invention, le rapport entre les champs dans les première et seconde ré- gions est une constante et il est obtenu par un premier en- trefer (large) et un second entrefer (étroit) entre des fa- ces des pôles qui présentent des épaulements. Selon une autre caractéristique encore de l'inven- tion, la frontière entre les première et seconde régions est une ligne droite. Selon une autre caractéristique encore de l'inven- tion, des fentes de sélection d'énergie sont disposées dans l'entrefer relativement étroit de la seconde région de champ, gr Cce à quoi le rayonnement qui sort de ces fentes est blindé plus efficacement par une plus grande masse des pièces polai- res magnétiques dans la seconde région de champ (entrefer étroit). Selon une autre caractéristique encore de l'inven- tion, l'alignement précis du plan de courbure de l'aimant de déflexion, par rapport à l'axe d'un accélérateur de particu- les, est obtenu par une rotation de l'aimant autour d'un axe qui traverse le plan de courbure de ce dernier, sans néces- siter un alignement interne des composants de l'aimant. 1 Selon encore une autre caractéristique de l'inven- tion, la valeur du déplacement des trajectoires à partir de l'orbite centrale, dans le plan image de l'aimant, est égale au déplacement de la trajectoire à partir de l'orbite centra- le dans le plan d'entrée de l'aimant, grâce à quoi des rayons parallèles dans le plan d'entrée sont parallèles dans le plan de sortie. Selon une autre caractéristique encore de l'inven- tion, on utilise un seul élément quadrip Cle pour produire dans un plan de cible commun un rétrécissement radial et un rétrécissement transversal, dans un dispositif de déviation de faisceau de particules chargées, de type achromatique. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est une représentation schématique de côté, en élévation, d'un appareil thérapeutique à rayons X 16390 qui utilise des caractéristiques de l'invention. La figure 2 est une représentation montrant des trajectoires dans le plan de courbure de l'invention O la figure 3 A est une coupe (perpendiculairement au plan de courbure) dans l'aimant qui comporte la tête de pole de la figure 2. La figure 3 B montre l'élément de limitation de champ du mode de réalisation préféré. La figure 4 montre les trajectoires projetées transversales, dépliées le long de la totalité de la trajec- toire centrale. la figure 5 montre la relation entre les rétrécis- sements radial et transversal. la figure 1 représente un appareil de thérapie par rayons X, 10, qui comporte un dispositif de déflexion magné- tique 12 L'appareil de thérapie 10 comprend un portique tournant 14, de forme générale en 0, qui peut tourner autour d'un axe de rotation 16, dirigé horizontalement lie portique 14 est supporté sur le sol 18 par un piédestal 20 qui com- porte un tourillon 22 destiné à supporter de façon tournante le portique 14 Le portique 14 comporte une paire de bras parallèles 24 et 26, d'orientation générale horizontale Un accélérateur d'électrons linéaire 27 communiquant avec un quadrip 6 le 28 est logé à l'intérieur du bras 26 et le dispo- sitif de déflexion magnétique 12 et une cible 29 sont dispo- sés à l'extrémité extérieure du bras horizontal 26 de façon à projeter un faisceau de rayons X entre l'extrémité exté- rieure du bras 26 et un élément d'absorption des rayons X, , porté àl'extrémité extérieure de l'autre bras horizontal 24 Le patient 32 est' supporté par une table 34 à l'intérieur du lobe des rayons X qui sont émis par la cible 29, pour su- bir un traitement thérapeutique. On va maintenant considérer les figures 2 et 3 A, 3 B, sur lesquelles on voit une tête de pôle 50 de la pièce polaire conforme à l'invention Un épaulement 52 divise la t 9 te de pôle 50 en régions 54 et 56 La tête de p 8 le 50 a une plus grande épaisseur dans la région 56 que dans la région 54, avec un écart égal à la hauteur h de l'épaulement 52 Par conséquent, l'aimant qui comporte les têtes de pele 50 et 50 ' est caractérisé par un entrefer relativement étroit, de lar- geur d, dans la région 56 et par un entrefer relativement large (de largeur d+ 2 h) dans la région 54 e Ainsi, l'aimant comprend une région uniforme constante 54 à champ magnétique relativement faible et une autre région uniforme constante 56 à champ magnétique relativement élevé L'excitation de l'aimant est obtenue en appliquant un courant à des demi-bo- bines 58 et 58 ', séparées axialement, chacune d'elles étant disposée autour de p 6 les extérieurs respectifs 60 et 60 ' auxquels sont fixées les têtes de pole 50 et 50 ' Le ch 3 min magnétique de retour est établi par une culasse 62 Des bo- bines d'ajustage 64 et 64 ' permettent un réglage fin du rap- port de champ dans les régions 54 et 56 - Une enceinte à vide 67 est placée entre les poles de l'aimant et communique avec la cavité 68 de l'accéléra- teur linéaire micro-onde par l'intermédiaire du quadrip 6 le Q. Comme il est envisagé ci-après, un autre paramètre de conception important est l'angle d'incidence de la tra- jectoire par rapport au champ à l'entrée du déflecteur La définition du champ marginal pour maintenir la position et l'orientation désirées de la frontière virtuelle extérieure du champ, 69, par rapport à la région d'entrée, est accomplie au moyen de l'élément de limitation de champ 66 qui est sépa- ré des têtes de pôle par l'entretoise en aluminium 66 e De façon similaire, la position et l'orientation de la frontière du champ de sortie sont définies par une forme et une posi- tion appropriées de l'élément de limitation de champ 66 dans cette région. On peut définir une frontière virtuelle intérieure du champ, 55, par rapport à l'épaulement 52, par une courbure appropriée des surfaces à épaulement 53 et 53 ' Cette cour- bure compense le comportement du champ magnétique lorsqu'il s'approche de la saturation et définit le champ marginal dans cette région L'utilisation d'une telle forme est bien connue dans la technique. Ni la frontière de champ 69 ni la frontière 55 ne constitue un lieu bien défini, ce qui fait que, par conven- tion, chacune d'elles est qualifiée de "virtuelle" Un para- mètre est associé à chaque frontière virtuelle de champ pour caractériser le comportement du champ marginal dans la ré- gion de transition d'une région de champ magnétique à une autre Ainsi, un paramètre E 1 est une description à un seul paramètre de la transition progressive du champ depuis l'es- pace de glissement d'entrée r vers la région 544,e long d'une trajectoire sélectionnée, comme par exemple l'orbite centrale Po (et de façon similaire entre la région 54 et l'espace de glissement de sortie X 2) le paramètre de champ marginal E 2 décrit un comportement similaire entre les ré- gions de champ magnétique 54 et 56. Dans l'examen d'éléments optiques magnétiques di- pôles, il est habituel de choisir pour l'axe z du système de coordonnées la tangente à une trajectoire de référence, avec l'origine z = O dans le plan d'entrée et z = 1 dans le plan de sortie (Les plans d'entrée et de sortie sont géné- ralement séparés des frontières du champ magnétique par des espaces de glissement, comme il est indiqué, et on ne doit pas les identifier à une frontière de champ quelconque) On choisit l'axe x comme étant l'axe de déplacement dans le plan de déflexion du plan de courbure L'axe y se trouve alors dans la direction transversale par rapport au plan de courbure Conventionnellement, on appelle "verticale" la di- rection de l'axe y et "horizontale" la direction de l'axe x. Dans le planee déflexion, une particule correspon- dant à un vecteur de quantité de mouvement de référence P décrit un axe d'orbite centrale désigné par P On désire que des trajectoires déplacées Cg et Cye initialement parallèles à Po (respectivement dans le plan de courbure et dans le plan qui lui est transversal) donnent lieu à un déplacement sem- blable en sortie du déflecteur Une trajectoire qui entre dans ce dispositif sous un angle y i par rapport à la fron- tière de champ sort sous un angle f À Dans le mode de réa- lisation considéré actuellement, on désire avoir: = = La trajectoire est caractérisée par un rayon de cour- bure pl dans la région 54 de l'aimant, à cause du champ ma- gnétique B 1 Dans la région 56, le rayon de courbure corres- pondant est P 2 à cause du champ magnétique B 2 La notation @o 01 (voir la figure 2) désigne le rayon de courbure de la trajectoire de référence PO dans la région de champ faio le La ligne déterminée par les centres respectifs correspondant aux rayons de courbure Po,1 et O 0,2 rencontre la frontière virtuelle du champ, 55, ce qui détermine l'angle d'incidence P 2 par rapport à la région 56 (à l'entrée) et, par symétrie, l'angle d'incidence au niveau de la frontière de champ 55 lorsque la trajectoire entre à nouveau dans la région 54. Pour simplifier, on supprimera l'indice 0 L'angle de dé- flexion dans le plan de courbure dans la région 54 (à l'en- trée) est O 1 et c'est à nouveau un angle 01 dans la partie de la meme régcnde champ 54 correspdnt à latrajectoire de sortie. Dans la région de champ élevé 56, la particule est déviée sur un angle total 2 c 2 ' pour un angle de déflexiontotal ' = 2 ( 01 + c OL 2) dans le dispositif de déflexion Une condition nécessaire et suffisante pour qu'un élément de déflexion soit achromatique est qu'une trajectoire dx correspondant à une dispersion de la quantité de mouvement (cette trajectoi- re ayant une direction centrale initiale de valeur P O O+ GP) soit dispersée et amenée au parallélisme avec la trajectoire centrale PO à l'angle de déflexion médian C 01 + c( 2, c'est- à-dire dans le plan de symétrie En outre, les trajectoires de particules qui sont initialement déplacées par rapport à la trajectoire P 0, et parallèles à cette dernière (dans le plan de courbure)j sont focalisées de façon à rencontrer la trajectoire PO dans le plan de symétrie Ces trajectoires sont dites "de type cosinus" et sont désignées par Cx, l'in- dice se rapportant au plan de courbure Des trajectoires de particules qui divergent initialement de la trajectoire PO (dans le plan de courbure), au niveau du plan d'entrée de l'aimant, sont représentées sur la figure 2 Ces trajectoi- res sont dites "de type sinus", et sont désignées par S x dans le plan de courbure La condition de dispersion maxima- le et de focalisation en un point des trajectoires parallèles se produit dans le plan de symétrie,et des fentes de défini- tion 72 sont donc situées dans ce plan pour limiter la plage de quantité de mouvement, ou de divergence angulairequ'ac- cepte le dispositif O Comme dans des dispositifs similaires, ces fentes, qui sont des sources secondaires de radiation, sont éloignées de la cible et sont blindées par les pièces polaires de l'aimant Dans l'invention, c'est précisement dans cette région que l'entrefer est plus étroit, ce qui fait que la masse plus élevée des pièces polaires 50 et 50 ' blinde plus efficacement l'environnement par rapport à la radiation des fentes. Les trajectoires Gy et Sy sont des trajectoires de type cosinus et de type sinus dans le plan vertical (y- z). Il est donc nécessaire d'obtenir la relation pour les rayons de courbure el et Q 2 ' et donc pour les champs magnétiques 31 et B 2, pour les paramètres O O l et " 2 ' Po et pour les paramètres d'extension de champ K 1 et K 2 des fron- tières virtuelles du champ, avec la condition de divergence angulaire nulle dans le plan de courbure de la trajectoire correspondant à une dispersion de la quantité de mouvement, dans le plan de symétrie, soit par exemple 2 d x/Z z = O pour l'angle de déflexion t /2 A partir de cette condition, im- posée dans le plan de symétrie, on peut montrer que dx et sa divergence, dl, s'annulent à la sortie de l'aimant. x Dans un traitement analytique simple du problème, on écrit des matrices de transfert dans le dispositif pour la trajectoire entrante qui traverse la région 54, se pour- suit en direction de la partie d'entrée de la région 56, vers le plan de symétrie, puis sort de la région 56 vers la fron- tière avec la région 54 et sort en traversant à nouveau la région 54 Pour le plan de courbure, on écrit ces matrices sous la forme du produit matriciel des matrices de transfert correspondant à la propagation du faisceau dans les quatre régions 540, 560, 56 i, 54 i qui sont indiquées sur la figure R 12 R 13 R 22 R 23 0 1 )= (ji C 2 = -2 C 2 e 2 s 22 P 2 ( 1-2) 1 2 2 P 2 c 152 0 1 O O O O 1 O O 1 c 1 s 1 Pl O 1 O 0 1 s 1 t 1 e 1 ( 1-o) c 1 S 1 0 1 (équation 1) Dans cette équation, c 1, S 1, c 2, S 2 sont des notations abré- gées pour désigner respectivement cosinus v et sinus i dans les régions( 1) et ( 2) correspondant respectivement à un champ faible et à un champ élevé; et ( désigne ici tg(%. Les variables p 1 et Q 2 désignent les rayons de courbure dans les régions respectives 1 et 2, correspondant aux régions 54 et 56 Les paramètre ci et si sont exprimés conventionnelle- ment sous la forme de déplacements par rapport à la trajec- toire de référence On peut réduire l'équation ( 1) pour ob- tenir, dans le plan de courbure: -1 Q &(x) dx R = O ( 1-c) (s 2 + (c 2) + xd L e_ c 2 (s 1 + f 1) ( 1 c 1) + S 2 o o O O I R 11 R R 21 \ Sxdx/ s' Sx dx s X 0 1 \, 1 ( énuati n-n P) 1 L'élé 1 ent de matrice R 11 exprime un coefficient qui décrit le déplacement spatial relatif de la trajectoire Cx O L'élément R 12 décrit le déplacement relatif de Sx D'orne manière similaire, l'élément R 21 décrit la divergence angu- laire relative de Cx et l'élément R 22 décrit la divergence angulaire relative de la trajectoire Sxo L'élément de matri- ce R 13 décrit le déplacement dans le plan de courbure pour la trajectoire à dispersion de quantité de mouvement dx (qui présentait initialement une relation de congruence avec la trajectoire centrale dans le plan objet) et R 23 décrit sa divergence Plusieurs conditions permettent de simplifier l'optique: (a) le dispositif transforme des trajectoires entrantes parallèles en trajectoires sortantes parallèles, dans les plans respectifs d'entrée et de sortie, ce qui dé- coule du fait que l'élément de matrice R 21 est égal à O; (b) l'aimant de déflexion est indépendant du sens de la tra- jectoire, d'o il résulte que R 22 = R 11 (ceci apparaît éga- lement lorsqu'on considère la symétrie du dispositif); (c) le déterminant de la matrice est identiquement égal à 1, d'après le théorème de Liouville Il résulte des conditions (b) et (c) que R 11 =-1. La ligne inférieure de la matrice décrit la quan- tité de mouvement dans un plan ou dans l'autre Ces éléments sont identiquement égaux à 0,0 et 1, du fait qu'il n'y a pas de perte ou de gain résultant dans l'énergie du faisceau (mo- dule de la quantité de mouvement) au cours de la traversée d'un dispositif à aimants statiques quelconque. Pour un dispositif achromatique, le terme de dé- placement de dispersion R 13 et sa divergence, R 23, doivent 4 tre égaux à 0 Comme indiqué ci-dessus, la condition relati- ve à R 23 dans le plan de symétrie est obtenue de façon ana- lytique, pour donner une relation entre certains paramètres de conception du dispositif Il résulte de ceci qu'on obtient l'expression: dx (k) ( 1-c 1) (s 2 + Fc 2) + c 251 + 02 ( 1-cl) + S 2 = O 2 (Equation 3) (Equation 3) qu'on peut résoudre pour donner la condition: 1 i + S 2 010 22 + sls 2 c 2c 12 (Equation 4) P 2 1 ci e 2 C En suivant la procédure classique, on peut écrire les matrices correspondantes dans le plan vertical pour les mêmes régions 54 (entrée), 56 (entrée), 56 (sortie) et 54 (sortie), et on peut réduire ces matrices pour obtenir l'équation matricielle pour la propagation dans le plan trans- versal dans le dispositif: ( 1) = R o) y Y(O dans laquelle 1 est la position du plarn de sortie, selon la coordonnée z, pour le plan d'entrée z = O Une contrainte de conception principale réside dans la réalisation d'une foca- lisation parallèle-parallèle dans ce plan, et non dans le plan de déflexion, dans lequel la condition correspondante résulte de la ccnfiguration géométrique de l'aimant. Jusqu'à présent, les matrices de transfert Rx et R décrivent les fonctions de transfert qui agissent sur le vecteur de quantité de mouvement dirigé vers l'intérieur P(zl), à la frontière de champ 69, pour produire le vecteur de quantité de mouvement sortant P (z 2) à la frontière de champ 69, après passage dans l'aimant Dans le mode de réa- lisation préféré, des espaces de glissement 1 et 2 sont incorporés en tant qu'espaces de glissement respectifs d'en- trée et de sortie Des matrices de glissement de la forme i 1 \ O 1 i= 1, 2 agissent sur les matrices R,y qui présentent toutes deux la forme de l'équation ( 2), soit par exemple: R = ( 1) ( Ly) x y' Rx = Ry= 3 O -10 -1 et on observe que la matrice de transfert de l'aimant a la forme d'une matrice de glissement équivalente Ainsi, la transformation dans le dispositif complet avec les espaces de glissement 1 et L 2 donne des matrices de transfert globales pour le plan de courbure et le plan trasnversal qui s'expriment sous la forme: R =y *XT -1 + L dans laquelle le signe moins se rapporte à la matrice RX et le signe plus se rapporte à Ry Les longueurs Lx et ly sont les distances depuis le plan de sortie jusqu'aux points de focalisation projetés des trajectoires S et Sy On va maintenant considérer la figure 5 qui montre la situation générale dans laquelle le rétrécissement dans le plan de courbure ou plan radial et le rétrécissement dans le plan transversal sont obtenus à des positions différentes sur l'axe z Ainsi, l'enveloppe du faisceau converge dans un plan tandis qu'elle diverge dans un autre plan Antérieurement, on aurait disposé plusieurs éléments quadripôles pour amener ces rétrécissements en coïrncidence à une position z commune Dans l'invention, les conditions dx = et Cy = O sont satisfaites dans le plan de symétrie, ce qui fait que dx = O a la fron- tière de sortie du champ En outre, il résulte de ceci que Cx caractérise une transformation parallèle parallèle à travers l'aimant dans le plan de courbure Dans le plan trans- versal, la transformation parallèle parallèle est imposée à la structure Par conséquent, la matrice décrivant le plan transversal ou le plan de courbure présente la forme indiquée ci-dessus L'effet du quadrip 6 le unique à l'entrée du dispo- sitif prend la forme: 16390 RQ x,y ( T) 1 L T | 1 -T LT+| fq I 0 -1 dans laquelle on peut identifier fq à la distance focale (variable) du quadripôle Le rétrécissement du faisceau est obtenu à partir d'expressions de la forme: I X( 1)I 2 = |Cx x(o)12 + | S x I (O)2 12 = C y(o) 12 + I Sy Y'(O)I 2 On note que S et S ne sont pas affectées par le quadrip Sle x y dans la mesure o ces trajectoires présentent, par définition, une amplitude nulle à z = O Les déplacements des trajectoi- res C et Cx sont situés du côté opposé Si on a choisi cor- rectement la distance 1 + 2 ' on peut régler la distance focale du quadripôle de façon à faire coïncider le rétrécis- sement radial et le rétrécissement transversal. Les équations matricielles: ( ( 1 = Rx (o) Y ( 1) = RT T(O) qui décrivent le dispositif global comprenant des espaces de glissement dans le plan vertical et le plan de courbure, peuvent être résolues commodément par des programmes appro- priés d'optique magnétique, comme par exemple le programme TRANSPORT, dont l'utilisation est décrite dans le document SLAC Report 91,fourni par le Reports Distribution Office, Stanford Linear Accelerator Center, P O Box 4349, Stanford, CA 94305, E U A On utilise le programme TRANSPORT pour re- chercher un ensemble de paramètres cohérents: pl, rayon de courbure de P dans la région 54, Pl/ 2 rayon de courbure relatif de Po dans la région 54, rapporté au rayon de courbure dans la région 56, Pn, angle d'incidence de la trajectoire PO sur la frontière virtuelle du champ, O, 2 srotation angulaire de la trajectoire centrale PO dans la region de champ élevé, qui détermine également P 2. c'est-à-dire l'angle d'incidence de PO sur la frontière vir tuelle intérieure du champ, Y -"l rotation de la trajectoire de référence dans la région de champ faible, compte tenu des paramètres d'entrée sélectionnés suivants K 1, paramètre de la frontière virtuelle du champ entre la région de champ faible et les régions externes exemptes de champ, K 2/K 1, paramètre relatif décrivant la frontière virtuelle intérieure du champ, entre les régions de champ élevé et de champ faible. Pour le mode de réalisation préféré, on a imposé la symétrie, soit par exemple Y = 2 (" 1 + X 2) Dans un ensemble représentatif de paramètres de conception pour une déflexion d'électrons à 2700, l'énergie moyenne désirée pour les électrons varie entre 6 Me V et 40,5 Me V Des conditions achromatiques au premier ordre sont exigées sur cette plage. L'angle d'incidence I?> pour les parties d'entrée et de sortie de la trajectoire est de 450 et la frontière virtuelle exté- rieure du champ, 69, se trouve à z = 10 cm par rapport à l'ouverture du collimateur d'entrée (z = 0) La trajectoire centrale tourne sur un angle U 1 de 41,50 sous l'influence dtun champ magnétique Bl de 0,417 T et elle intercepte la frontière virtuelle intérieure du champ, 55, à z = 33,5 cm, sous un angle f 2 = 900 2 égal à 3,50, pour atteindre le plan de symétrie à z = 37,4 cm, la rotation se poursuivant sur l'angle O ( 2 ( 93,50) sous l'influence du champ magnétique 32 de 1,59 T La trajectoire est symétrique à l'intérieur des frontières du champ magnétique et la cible se trouve au- delà de la frontière virtuelle extérieure du champ A l'en- trée du collimateur, l'enveloppe du faisceau mesure 2,5 mm de diamètre et présente des propriétés de divergence dans les deux plans (demi-angle au sommet) de 2,4 mrd. La configuration géométrique de l'aimant assure une transformation parallèle parallèle dans le plan de déflexion La condition d' = O dans le plan de symétrie pro- cure l'indépendance vis-à-vis des quantités de mouvement. La condition de transformation parallèle -parallèle dans le plan transversal est donc une contrainte On fait varier les angles de courbure C 1 et ( 2 ainsi que le rapport des in- tensités de champ pour obtenir l'ensemble de paramètres de conception désiré. On a trouvé qu'on pouvait réaliser un dispositif de déflexion achromatique au premier ordre pour un angle de déflexion de 2700 avec divers rapports de champ B 1/B 2, ccm- me il résulte de l'équation ( 3). On peut en outre obtenir des valeurs absolues des éléments de matrice correspondants pour le plan horizontal et pour le plan vertical qui soient très proches les unes des autres, donnant ainsi un point image symétrique pour le faisceau. L'homme de l'art notera qu'il est possible d'ob- tenir d'vautres angles de déflexion avec des dispositifs de déflexion construits de façon similaire En outre, si on le désire, on peut donner à la frontière intérieure du champ la forme d'une courbe désirée. Bien entendu diverses autres modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté, sans sor- tir du cadre de l'inventiono 16 ' REVED 2 ICLTIO Lr S 1 Appareil d'irradiation à accélérateur de parti- cules chargées, destiné à irradier un objet ( 32), caractéri- sé en ce qu'il comprend: (a) des moyens accélérateurs de particules chargées ( 27) destinés à accélérer un faisceau de particules chargées le long d'un axe donné, et (b) un dispo- sitif de courbure à aimant ( 12) permettant de -courber le faisceau pour l'éloigner de l'axe sur un certain angle-de déflexion par rapport à l'axe donné, ce dispositif de cour- bure à aimant comprenant: ( 1) une première région de champ magnétique uniforme ( 54) et une seconde région de champ ma- gnétique uniforme ( 56), adjacente à la première, le champ magnétique de la seconde région étant supérieur au champ ma- gnétique dans la première région, la première région compor- tant une première frontière de champ ( 69) éloignée de la se- conde région, et les première et seconde régions comportant une seconde frontière de champ ( 55); ( 2) des moyens ( 68) destinés à injecter le faisceau de particules chargées dans la première région ( 54) à travers la première frontière ( 69) et sous un angle P par rapport à cette première frontière, dans le plan de déflexion, grâce à quoi ce faisceau est dévié sur un angle " 1 dans le plan de déflexion, le faisceau en- trant ensuite dans la seconde région ( 56) en traversant la seconde frontière ( 55) sous un angle P 2 par rapport à cet- te dernière, et étant à nouveau dévié d'un angle 2 W 2 dans la seconde région pour entrer à nouveau dans la première région dans laquelle le faisceau est dévié d'un intervalle angulaire supplémentaire C 1; et ( 3) des moyens destinés à extraire le faisceau de la première région ( 54). 2 Appareil d'irradiation selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une cible destinée à produire une radiation pénétrante sous l'effet de la colli- sion du faisceau avec la cible. 3 O Appareil d'irradiation selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un portique ( 14) destiné à faire tourner l'appareil sur certains angles dans deux plans orthogonaux passant par l'objet ( 32). 4 o Dispositif de déflexion achromatique du zpremier ordre, destiné à dévier des particules chargées sur un angle de déflexion 4, caractérisé en ce qu'il comprend: des pièces polaires ( 50, 60, 50 ', 60 ') comprenant des première et seconde têtes de pôle ( 50, 50 ') disposées de part et d'au- tre d'un plan médian pour établir au moins des première et seconde régions contiguës de champ magnrtique ( 54, 56), cha- cune de ces régions de champ magnétique correspondant à un champ pratiquement homogène, et la première région comprenant une première frontière de champ éloignée de la seconde région. Dispositif de déflexion selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un épaulement ( 52, 52 ') dans l'épaisseur de chaque tête de pôle ( 50, 50 '), pour établir une seconde frontière de champ ( 55) entre les régions de champ magnétique ( 54, 56) 6 Dispositif de déflexion selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'épaulement ( 52, 52 ') s'étend en ligne droite dans le plan de la tête de pôle ( 50, 50 '). 7 Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 5 ou 6, caractérisé en ce que les particules chargées arrivent dans la première région de champ magnétique ( 54) en faisant pratiquement un angle | I avec le champ, grace à quoi on obtient une condition focale désirée et le vecteur de quantité de mouvement des particules chargées subit une rota- tion d'un angle 1 a 8 Dispositif de déflexion selon la revendication 7, caractérisé en ce que les particules chargées sortent de la première région ( 54) et entrent simultanément dans la seconde région ( 56) en traversant la seconde frontière ( 55) sous un angle P 2 ' grâce à quoi une autre condition focale désirée est obtenue et le vecteur de quantité de mouvement des particules chargées subit une rotation d'un angle sup- plémentaire X 2 ' avec la relation f 2 = 90 2 9 Dispositif de déflexion selon la revendication 8, caractérisé en ce que les particules chargées subissent une rotation correspondant à un incrément angulaire supplé- mentaire o( 2 pour rencontrer à nouveau la seconde frontière ( 55) sous l'angle U 2 et pour entrer dans la première ré- gion ( 54) à une position distante de la position initiale de traversée de la seconde frontière ( 55), et on obtient une troisième condition focale. Dispositif de déflexion selon la revendication 9, caractérisé en ce que les particules charg'es subissent une nouvelle rotation correspondant à un autre incrément an- gulaire supplémentaire O laire totale | y = 2 ( 41 + 2)1, et le vecteur correspon- dant à la quantité de mouvement des particules chargées sort de la première région de champ ( 54) à un point situé sur la première frontière ( 69) et distant de la position d'entrée, et sous un angle g par rapport à la première frontière de champ ( 69).