Brevet FR2581824A1 — publié le 19861114

PROCEDE DE FORMATION DE FAISCEAUX D'ATOMES NEUTRES DE HAUTE ENERGIE PAR NEUTRALISATION MULTIPLE ET DISPOSITIF DE MISE EN OEUVRE La présente invention a pour objet un procé- dé de formation de faisceaux d'atomes neutres de haute énergie par neutralisation multiple et un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Elle trouve une application privilégiée dans Le chauffage des plasmas des réacteurs à fusion thermonucléaire. Pour remplir les conditions nécessaires à la production d'énergie par des réactions de fusion ther- monucléaire avec un mélange combustible (par exemple de deutérium et de tritium), l'une des méthodes possi- bles est le confinement magnétique d'un plasma. Dans ce cas, il est nécessaire d'obtenir une densité de particules de 1020m-3 avec, simultanément, une tempé- 8- rature de 10 keV ou - 108K et cela pendant un temps de confinement du plasma de 1 seconde (Critère de Lawson). Dans les machines à plasma torique actuelles le petit rayon de tore est celui du plasma, et vaut 2 mètres environ; le grand rayon du tore est égal à 10 mètres environ et le champ magnétique toroidal de con- finement est de 3 à 4 Teslas. Le chauffage d'un tel plasma par un courant d'électrons (chauffage ohmique) est limité à environ 1 à 2 keV à cause de la diminution de résistivité du plasma lorsque la température de celui-ci s'élève. Pour cette raison, il est nécessaire d'ajouter un chauffage auxiliaire pour augmenter cette température et la faire passer de 2 à 10 keV. Un des moyens connus de chauffage auxiliaire consiste à injecter dans le plasma des particules ra- pides créées à l'extérieur du plasma et pénétrant dans le réacteur par une ou plusieurs ouvertures pratiquées entre les bobines produisant le champ toroidal. Ces particules doivent être neutres pour pouvoir franchir le champ magnétique sans être déflé- chies. Un procédé connu consiste alors à créer d'abord des ions, puis à accélérer ceux-ci dans un champ élec- trostatique, puis à neutraliser les ions accélérés par échange de charge dans une cellule à gaz ou à vapeur. Les neutres rapides ainsi formés sont aptes à traver- ser la barrière magnétique de la machine. En traver- sant le plasma ils sont ionisés et ils dégradent rapi- dement leur énergie en chauffant le plasma. Compte tenu des sections efficaces d'interaction entre le faisceau de neutres et le plasma d'un réacteur précé- demment défini par sa densité et ses dimensions, l'énergie par nucLéon nécessaire pour la pénétration sur 2 mètres est de l'ordre de 100 à 150 keV pour l'hydrogène soit 200 à 300 keV pour l'atome neutre de deutérium accéléré (Dlt. Les procédés utilisés jusqu'à présent con- sistent à accélérer un faisceau d'ions positifs Légers (H ou D) à partir d'une source d'ions à grilles re- froidies. La transparence des grilles est de l'ordre de à 50% de la surface totale de la source. De telles sources produisent des faisceaux dont la densité de courant est de l'ordre de 2000A/m2 et de faible diver- gence angulaire (environ 0,7 ). Les ions sont ensuite neutralisés partiel- lement dans une cible gazeuse produite dans un tube de longueur environ 2 m dont la section est celle du faisceau. Dans ce tube s'écoule, en régime moléculai- re, un gaz non ionisé issu de la source d'ions. Ce dispositif constitue un "neutraliseur maxwellien". L'épaisseur de la cible est caractérisée par le pro- duit moyen de la densité "n" par la longueur du neu- traliseur "', produit noté . On doit avoir envi- ron 1020 particules par m2, pour obtenir la neutrali- sation à L'équilibre entre neutres et ions produits. Une telle cible gazeuse n'apporte pas de divergence supplémentaire au faisceau d'ions et de neutres. Par ailleurs, elle n'apporte pas non plus de particules supplémentaires dans les faisceaux. ELle constitue par contre une charge de gaz qu'il faut pomper par des systèmes appropriés. Le rendement de neutralisation de ces systè- mes est limité, vers les hautes énergies (200 à 300 keV), du fait de la diminution relative de la section efficace d'échange de charge lorsque l'énergie augmente. Pour des ions D1 + de 300 keV, ce rendement est égal à s10 rN - = soit environ 6% rN s10 + s01 o s10 représente la section efficace de capture d'un électron par un ion, et s01 représente la section ef- ficace d'ionisation d'un neutre rapide. Ces phénomènes rendent peu efficaces, à ces énergies, l'utilisation d'ions positifs dans l'état actuel de la technique. C'est une,des raisons pour lesquelles on en- visage actuellement une autre méthode, qui consiste à utiliser des ions négatifs (H' ou D) qu'il est possi- ble d'accélérer, en principe, à 300 keV ou plus. Le rendement théorique de neutralisation serait alors de l'ordre de 60%. Mais, d'une part, la densité de courant de ces sources est bien moindre et de l'ordre de 200A/m2, au lieu des 2000A/m2 obtenus avec les ions positifs, et, d'autre part, l'accélération et la neutralisation posent des problèmes sérieux, du fait de la présence de très forts courants d'électrons accompagnant les ions négatifs. Par ailleurs, la neutralisation des ions H s'accompagne d'une production d'ions positifs de même énergie que les H et les H . Compte tenu de la faible émission relative des ions négatifs, la di- mension des sources d'ions négatifs est beaucoup plus grande que celles qui fournissent les ions positifs. Ainsi, aucune de ces deux techniques n'est vraiment satisfaisante. La présente invention a justement pour but de remédier à ces inconvénients. Pour cela, elle pré- conise le retour à l'utilisation d'ions positifs, mais elle fournit un moyen pour améliorer la neutrali- sation du faisceau d'ions. Le dispositif obtenu est alors d'une simplicité beaucoup plus grande qu'avec les injecteurs à ions négatifs, pour une même puissan- ce utilisable. L'invention est basée sur le principe qu'il est possible d'augmenter notablement le rendement de neutralisation effectif d'un système d'injection en recyclant les particules non neutralisées, (c'est-à- dire les ions) dans la première cellule, par passage de ces ions dans une deuxième cellule de neutralisa- tion. Pour mettre en oeuvre ce principe, les ions subsistant dans le faisceau primaire obtenu après la première neutralisation sont d'abord séparés des neu- tres par une double déflexion magnétique obtenue grâce à deux moyens magnétiques créant des champs magnéti- ques de sens opposés. C'ensemble de ces moyens consti- tue un "doublet magnétique quasi-achromatique", en abrégé D.M.A.. Le faisceau d'ions ainsi obtenu peut faire alors l'objet d'une seconde neutralisation. Ce procédé permet de doubler le rendement de neutralisation du système global. Par ailleurs, la structure du système de L'invention rend possible l'utilisation d'un gaz plus lourd que le deuterium ha- bituel pour effectuer la neutralisation. Ceci permet d'augmenter encore le rendement de neutralisation à plus haute énergie pour la raison suivante. La section efficace de capture s10 par rapport à celle d'ionisa- tion s01 dépend des vitesses relatives de l'ion à neu- traliser par rapport à la vitesse des électrons des orbites dans les atomes constituant le gaz de neutra- lisation. Or les électrons des orbites des atomes lourds (comme le néon) tournent plus vite que ceux des atomes légers (comme H ou D). De ce fait, sL'expé- 2 2 s rience montre que l'on obtient un rendement s + s pour un atome lourd supérieur au rendement pour un atome léger à hautes énergies (cf. les articles de L.R. GRISHAM, D.E. POST, Nucl. Techno. Fusion, V2, 1982, p. 104-109 et de L.H. TOBUREN and aI, Phy. Rev., 171.114, (1968). Ce phénomène se traduit par un gain sur le rendement de neutralisation pour les énergies élevées d'un facteur de 2 à 3. Il est donc possible, par la conjugaison des deux dispositions prévues par l'invention: double neutralisation et utilisation d'atomes lourds pour la neutralisation, de multiplier par un facteur 4 à 6 le rendement de neutralisation global par rapport à une neutralisation simple utili- sant des atomes légers pour la neutralisation. Ainsi les faisceaux d'ions positifs obtenus grâce à l'invention deviennent très avantageux pour produire des faisceaux de neutres aptes à chauffer les plasmas des réacteurs de fusion. En effet, ces fais- ceaux répondent aux deux objectifs visés pour le chauffage des plasmas: pénétration au coeur du plasma, - puissance de neutres injectés suffisante. De façon précise, l'invention a donc pour objet un procédé de formation de faisceaux d'atomes neutres de haute énergie, notamment pour le chauffage d'un plasma de réacteur à fusion thermonucléaire; ce procédé est du genre de ceux dans lesquels on engendre des ions positifs à l'aide d'une source d'ions, on accélère ces ions pour former un premier faisceau d'ions, on neutralise partiellement ce premier fais- ceau d'ions en lui faisant traverser une première cellule de neutralisation pour obtenir, à la sortie de cette cellule, un premier faisceau contenant des ato- mes neutres de haute énergie; ce procédé est caracté- risé par le fait que l'on applique au faisceau sortant de la première cellule de neutralisation un premier champ magnétique ayant une première direction perpen- diculaire à la direction de ce faisceau, ce qui a pour effet de séparer les ions encore présents des neu- tres, par déflexion de ces ions, lesquels forment un deuxième faisceau d'ions ayant une direction qui dif- fère de celle du premier faisceau contenant des neu- tres, on applique ensuite à ce deuxième faisceau d'ions un deuxième champ magnétique ayant une même direction que celle du premier champ mais un sens opposé, ce qui a pour effet de défléchir à nouveau le faisceau d'ions et de lui donner une nouvelle direc- tion qui croise la direction du premier faisceau de neutres, on effectue une neutralisation partielle de ce deuxième faisceau d'ions doublement défLéchi en lui faisant traverser une deuxième cellule de neutralisa- tion, pour obtenir, à la sortie de cette deuxième cellule, un deuxième faisceau contenant des atomes neutres, ce deuxième faisceau venant croiser le premier faisceau de neutres sortant de la première cellule de neutralisation N1. Dans une variante avantageuse, on applique en outre au deuxième faisceau comprenant des neutres un troisième et un quatrième champs magnétiques fonc- tionnellement analogues aux premier et deuxième champs, pour obtenir un troisième faisceau d'ions, et on neutralise ce troisième faisceau par une troisième celLuLe de neutralisation qui délivre un troisième faisceau contenant des neutres, ce troisième faisceau venant croiser les deux premiers. D'une façon générale, après avoir obtenu n faisceaux contenant des neutres, on peut en former un (n+1)ime en appliquant au nième faisceau contenant des neutres deux champs magnétiques de sens opposés pour provoquer une double déflexion des ions encore présents dans ce nième faisceau et l'on effectue une nouvelle neutralisation sur le faisceau doublement défléchi, les (n+l) faisceaux contenant des neutres se croisant deux à deux. L'invention a également pour objet un dispo- sitif de formation de faisceaux d'atomes neutres qui comprend tous les moyens permettant de mettre en oeuvre le procédé qui vient d'être défini. De toutes façons, les caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux après la-description qui va suivre, de certains modes particuliers de réa- lisation. Cette description se réfère à des dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 illustre le principe de la neutralisation multiple selon l'invention; - la figure 2 montre la forme des trajectoi- res ioniques obtenue dans un système à doublet magné- tique quasi-achromatique; - la figure 3 représente un exemple de réa- lisation d'un dispositif à double neutralisation; - la figure 4 montre, en coupe, une structu- re d'aimant permettant la diffusion simultanée de quatre faisceaux d'ions. Sur la figure 1, on voit une source d'ions SI associée à un accélérateur électrostatique AC. Comme ces moyens sont bien connus, il ne sont pas re- présentés en détail. Un premier faisceau d'ions FI1 est ainsi formé qui traverse une première cetllule de neutralisation N1. Cette-ci déLtivre un faisceau FN1 contenant des neutres, qui est dirigé vers Le queusot Q d'une machine M, Laquele est de préférence un réac- teur de fusion thermonucléaire. Cet ensemble de moyens correspond à L'art antérieur. SeLon L'invention, on trouve, apres La cet- LuLe N1, un premier moyen magnétique MM1 produisant un champ magnétique B1 perpendiculaire au faisceau FN1. Ce premier moyen défLéchit Les ions encore présents dans Le faisceau FN1 (car La neutralisation effectuée dans N1 ne peut être que partieLLe). La direction de déftexian est donnée par La direction de la force exercée sur Les ions par Le champ B. direction qui est, comme on le sait, perpendiculaire à La fois au vecteur vitesse des ions et au champ. Dans L'exempLe illustré Le champ B1 étant perpendiculaire au plan de La figure et dirigé vers L'arrière, La force est diri- gée dans Le pLan de La figure et vers le haut. La trajectoire des ions, en s'incurvant, se sépare de ceLLtte des atomes neutres, mais reste dans Le plan de la figure. SeLon L'invention, on trouve encore un deu- xième moyen magnétique MH2 produisant un champ magné- tique B2 de même direction que B1 mais de sens oppose, c'est-à-dire dirigé vers L'avant du plan de La figure. A La traversée de ce deuxième moyen, le faisceau d'ions est à nouveau défléchi mais dans La direction opposée, c'est-à-dire, en L'occurrence, vers le bas. On obtient ainsi un deuxième faisceau d'ions FI2. En ajustant La position et Les caractéristiques des deux moyens MM1 et MM2, on peut donner au faisceau d'ions FI2 une direction teLLe qu'eLLe croise La direction du faisceau de neutres FN1. Le second faisceau d'ions FI2 traverse en- suite une seconde cellule de neutralisation N2, qui délivre un second faisceau contenant des neutres, soit FN2, lequel vient couper FN1. Comme la neutralisation dans N2 n'est, elle aussi, que partielle, il subsiste des ions dans FN1. On peut donc réitérer le processus en prévoyant un troisième moyen magnétique MM3 créant un champ B3 pa- rallèle à B1, et un quatrième moyen magnétique MM4 créant un champ B4 opposé à B3. On sépare ainsi les ions présents dans FN2 et l'on crée un troisième fais- ceau d'ions FI3, dont la direction vient couper celles des faisceaux FN1 et FN2. Une troisième cellule de neutralisation N3 permet de neutraliser partiellement ce faisceau et d'obtenir un troisième faisceau de neu- tres FN3. Les trois faisceaux FN1, FN2 et FN3 pénè- trent dans la machine M par le même queusot Q. Naturellement, l'invention couvre les cas o l'on effectuerait une quatrième neutralisation, etc... D'une façon générale, à partir d'un faisceau de neutres de rang n, soit FNn, on effectue une double déflexion de ce faisceau, ce qui donne naissance à un faisceau d'ions de rang n+l, soit FIn+1 et l'on effec- tue une (n+l)ième neutralisation, ce qui donne un (n+1)ième faisceau de neutres, soit FNn+1. Avec n=l on obtient une double neutralisation; avec n=2 une tri- ple neutralisation etc... L'amélioration du rendement de neutralisa- tion, pour un dispositif à deux neutralisations, peut être calculé facilement. En notant I le courant d'ions total transmis par le faisceau et IN1 le courant de neutres équivalent après passage dans une cellule de neutralisation et r le rendement de neutra- lisation, on a,: + (In)1 (In)1 = rI et r = + I Les ions restants après une première neutra- + i + lisation sont tels que 1 = (1-r) I Le passage dans une deuxième cellule de neu- tralisation donnera: (In)2 = r (1 - r) I soit au total (I + (In)1 + (In)2 = r + r (1 - r) I = r2 I D'o le gain obtenu en passant de une à deux neutralisations: r2 G - 2 2- r G2.1 r 2 De même, pour n étages de neutralisation, le gain sera: m=n _ rn_ 1Gn.1 r (1-r) m=i La figure 2 permet de préciser la forme des trajectoires des ions dans le double système de défLe- xion utilisé dans l'invention, système qualifié de doublet magnétique quasi-achromatique, ou en abrégé DMA. La figure 2 comprend une partie supérieure (a) qui représente un plan yOz, l'axe Oz étant dirigé selon le sens de déplacement des neutres et une partie inférieure (b) représentant le plan xOz. Les champs magnétiques sont supposés dirigés selon Ox. Les tra- jectoires des ions restent donc dans le plan yOz. C'est donc la partie supérieure qui est la plus inté- ressante ici, la partie inférieure ne servant qu'à montrer la légère convergence dans le plan xOz. Le DMA représenté symboliquement sur la fi- gure 2 comprend un premier moyen MM1 ayant une face d'entrée 10 et une face de sortie 11. Ces deux faces 1 1 sont perpendiculaires au plan yOz qui est celui de la partie supérieure (a) de la figure 2. De même, le se- cond moyen comprend une face d'entrée 20 ef une face de sortie 21, également perpendiculaires au plan yOz. Dans l'exemple illustré, la face d'entrée 10 fait un angle 1l de 15 par rapport à Oy et La face de sortie 11, un angle P1 de 30 , ce qui signifie que les faces 10 et 11 du premier moyen MM1 forment un dièdre d'ouverture angulaire Y1 de 15 . Par ailleurs, la face d'entrée 20 fait un angle oc2 de 30 avec Oy et la face de sortie 21 un angle de 13 . Ce qui signifie que les faces 20 et 21 du second moyen MM2 forment un dièdre d'ouverture angulaire f2 de 17 . Le faisceau 2 est limité par un bord supé- rieur 3 et un bord inférieur 4. Apres passage dans MM1, on trouve un faisceau 12 limité en haut par 13 et en bas par 14. Après passage dans MM2 on trouve un faisceau 22 limité en haut par 23 et en bas par 24. Ce faisceau 22 converge vers la partie droite de la figu- re. Ce faisceau est supposé correspondre à des ions dont l'énergie est de V électrons-volts. Mais la figure 2 montre également (en tirets) la trajectoire V d'ions dont l'énergie serait moitié moindre, soit. On voit que ces deux faisceaux convergent pratiquement dans le même volume après passage dans les deux sec- teurs. C'est ce qui constitue la propriété d'achroma- ticité du système. On observera par ailleurs, que la direction , du faisceau de neutres n'est sensiblement pas modifiée à la traversée du DMA. En ce qui concerne les autres moyens du dis- positif de l'invention et notamment les sources d'ions positifs, on peut dire que des sources délivrant des faisceaux de section rectangulaire adapté à cette technique sont connues et fournissent des densités de courant élevée (2000A/m2) pour des tensions d'accélé- ration qui sont actuelLement de 160 kV. On peut trouver une description de telles sources par exempte dans La communication de FUMELLI et aL., faite au 13ème Symposium on Fusion Technology (SOFT) de Varenna (ItaLie) 1984, (Comptes rendus pages 617-623). L'extrapotation à 200 ou 300 kV ne pose pas de problèmes particuliers. Quant aux ceLLuLes de neutralisation N1 et N2 on sait qu'il s'agit de dispositifs fonctionnant avec des jets supersoniques de gaz à haute densité. De teLs appareils sont connus. On peut en trouver une description dans l'ouvrage de ANDERSON intitulé "Gas Dynamics.MoLecular Beams" (1958). Les jets supersoniques de CO2 ou de néon (par exemple), qui sont nécessaires à La neutralisa- tion à haute énergie, sont produits dans-des appareils comportant des buses de Lavat convergentes et diver- gentes suivies d'un "couteau" définissant Le jet gazeux. La figure 3 représente, à titre d'exemple, un mode de réalisation d'un dispositif selon l'inven- tion. On y trouve deux dispositifs places symétrique- ment par rapport à un pLan perpendiculaire au plan de La figure. Un seuL de ces dispositifs sera décrit, en L'occurrence ceLui de La moitié supérieure, l'autre comprenant Les mêmes moyens, repérés par la même réfé- rence numérique mais affectée d'un prime. Le dispositif comprend ainsi dans sa moitié supérieure, une source d'ions SI et un accélérateur AC, une première ceLLuLe de neutralisation N1 déli- vrant un premier faisceau de neutres FN1, un DMA formé par deux moyens magnétiques MM1 et MM2, une seconde 258 1824 cellule de neutralisation N2 délivrant un deuxième faisceau de neutres FN2 et une structure SD de décélé- rations des ions subsistant dans le faisceau FN2. Un tel double dispositif fournit ainsi quatre faisceaux de neutres FN1, FN2 et FN'1 et FN'2. Le dispositif de l'invention travaille de préférence avec des faisceaux de section droite rec- tangulaire, dont les grands côtés sont parallèles à Oy et les petits côtés perpendiculaires au plan de La figure selon Ox. Dans la variante illustrée sur la figure 3, chaque dispositif peut être lui-même composé de 2 (ou plus de 2) dispositifs disposés côte à côte. Cela né- cessite alors une source d'ions à quatre faisceaux d'ions et des moyens magnétiques aptes à agir sur quatre faisceaux de section rectangulaire. Un mode de réalisation de ces moyens est illustré sur la figure 4. Il s'agit d'un noyau magnétique 30 présentant six pièces polaires 31 à 36 définissant entre elles quatre zones o l'on trouve un champ orienté selon deux sens opposés. Les quatre faisceaux d'ions Fa, Fb, F'a, F'b passent entre respectivement les pièces polaires 31, 32/32, 33/34, 35/35, 36 dans une direction perpendicu- laire au plan de la figure. Les champs sont créés par * quatre bobines 41 à 44. Les flèches indiquent la di- rection des forces auxquelles sont soumis les ions. La structure qui vient d'être décrite permet d'obtenir un niveau de puissance de neutres injectés de 8 MW par queusot à 300 keV par particule D, avec une source d'ions à quatre sorties de dimensions (15x45) cm2, alors que par la méthode classique avec neutralisation par du deutérium, la puissance injectée est au maximum de 5 MW à 110 keV par particule D. Pratiquement, il y a lieu de limiter le nom- bre d'opérations à n=3 pour les raisons suivantes: La Longueur totale L de la ligne d'injection est proportionnelle à n. Avec n=2 on a L=6 mètres. Avec n=3 on a L=10 mètres. Au delà, la transmission effective diminue et fait perdre une partie du bénéfice tiré des opéra- tions de recyclages. L'angle maximum & d'injection des parti- cules dans la machine est limité par la géométrie des queusots d'entrée. Or, -l=Bn; pour cette seconde raison, il est raisonnable de ne pas dépasser n=3. Enfin, avec n=3, le gain sur le rendement de neutralisation est suffisant pour les applications de la méthode car r3 est de l'ordre de 40% à 300 kV (Di). REVENDICATIONS 1. Procédé de formation de faisceaux d'ato- mes neutres de haute énergie, notamment pour Le chauf- fage d'un plasma de réacteur à fusion thermonucléaire, procédé dans lequel on engendre des ions positifs à l'aide d'une source d'ions (SI), on accélère ces ions pour former un premier faisceau d'ions (FI1), on neu- tralise partiellement ce premier faisceau d'ions en lui faisant traverser une première ceLLule de neutra- lisation (Ni) pour obtenir, à la sortie de cette cel- luLe, un premier faisceau (FN1) contenant des atomes neutres de haute énergie, ce procédé étant caractérisé par le fait que l'on applique au faisceau (FN1) sor- tant de la première cellule de neutraLisation (N1) un premier champ magnétique (B1) ayant une première di- rection perpendiculaire à la direction de ce faisceau, ce qui a pour effet de séparer les ions encore pré- sents des neutres, par déflexion de ces ions, les- quels forment un deuxième faisceau d'ions (FI2) ayant une direction qui diffère de celle du premier faisceau contenant des neutres, on applique ensuite à ce deu- xième faisceau d'ions un deuxième champ magnétique (B2) ayant même direction que celle du premier champ mais un sens opposé, ce qui a pour effet de défléchir à nouveau le faisceau d'ions et de lui donner une nou- velle direction qui croise la direction du premier faisceau de neutres, on effectue une neutralisation partielle de ce deuxième faisceau d'ions doublement défléchi en lui faisant traverser une deuxième cellule de neutralisation (N2), pour obtenir, à la sortie de cette deuxième cellule, un deuxième faisceau (FN2) contenant des atomes neutres, ce deuxième faisceau (FN2) venant croiser le premier faisceau contenant des neutres (FN1) sortant de la première cellule de neu- tralisation (N1). 2. Procédé selon La revendication 1, carac- térisé par le fait qu'on applique en outre au deuxième faisceau (FN2) comprenant des neutres un troisième (83) et un quatrième (B4) champs magnétiques fonction- nellement analogues aux premier (B1) et deuxième (B2) champs, pour obtenir un troisième faisceau d'ions (FI3), et qu'on neutralise ce troisième faisceau par une troisième cellule de neutralisation (N3) qui déli- vre un troisième faisceau (FN3) contenant des neutres, ce troisième faisceau venant croiser les deux pre- miers. 3. Procédé selon La revendication 2, carac- térisé par Le fait qu'après avoir obtenu n faisceaux contenant des neutres, on en forme un (n+1)ième en appliquant au nième faisceau contenant des neutres deux champs magnétiques de sens opposés pour provoquer une double déflexion des ions encore présents dans ce nième faisceau et l'on effectue une nouvelle neutrali- sation sur le faisceau doublement défléchi, les (n+1) faisceaux contenant des neutres se croisant deux à deux, n étant de préférence égal ou inférieur à 3. 4. Procédé selon L'une quelconque des reven- dications 1 à 3, caractérisé par Le fait que l'on dé- cëlère les ions encore présents dans le dernier fais- ceau obtenu après la dernière cellule de neutralisa- tion. 5. Procédé selon la revendication 1, carac- térisé par le fait que La neutralisation s'effectue avec un gaz dont les atomes sont plus lourds que Le deutérium. 6. Dispositif de formation de faisceaux d'atomes neutres de haute énergie, notamment pour le chauffage d'un plasma de réacteur à fusion thermonu- cléaire, ce dispositif mettant en oeuvre le procédé de la revendication 1 et comprenant une source d'ions po- sitifs (SI) couplée à un accélérateur d'ions (AC), une première cellule de neutralisation (N1) placée sur le trajet du faisceau d'ions (FIl) issu de l'accéléra- teur, cette cellule délivrant un premier faisceau (FN1) contenant des atomes neutres de haute énergie, ce dispositif étant caractérisé par le fait qu'il com- prend en outre: - un premier moyen magnétique (MM1) pour appliquer au faisceau (FN1) sortant de la première cellule de neutralisation (N1) un premier champ magné- tique (B1) ayant une première direction perpendiculai- re à la direction de ce faisceau, ce qui a pour effet de séparer les ions encore présents et les neutres, par déflexion de ces ions, lesquels forment alors un deuxième faisceau d'ions ayant une direction qui dif- fère de celle du premier faisceau contenant des neu- t res, - un deuxième moyen magnétique (MM2) pour appliquer au deuxième faisceau d'ions un deuxième champ magnétique (B2) ayant même direction que celle du premier champ mais un sens opposé, ce qui a pour effet de défléchir à nouveau le faisceau d'ions et de lui donner une nouvelle direction qui croise la direc- tion du premier faisceau de neutres, - une deuxième cellule de neutralisation (N2) placée sur le trajet du deuxième faisceau d'ions doublement défléchi (FI2), cette deuxième cellule (N2) délivrant un deuxième faisceau (FN2) contenant des atomes neutres, ce deuxième faisceau (FN2) venant croiser le premier faisceau (FN1) contenant des neu- tres sortant de la première cellule de neutralisation (N1). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre: - un troisième (MM3) et un quatrième (MM4) moyens magnétiques fonctionneLlement analogues aux premier (MM1) et deuxième (MM2) moyens mais agissant sur le deuxième faisceau (FN2) contenant des neutres, - une troisième cellule de neutralisation (N3) placée sur le faisceau d'ions (FI3) doublement défléchi par les troisième et quatrième moyens magné- tiques, cette troisième cellule (N3) délivrant un troisième faisceau (FN3) contenant des atomes neutres, ce troisième faisceau venant croiser les deux premiers (FN1, FN2). 8. Dispositif selon la revendication 6, ca- ractérisé en ce qu'il comprend, après la première cel- lule de neutralisation n couples de moyens magnétiques permettant d'appliquer des champs magnétiques paral- Lèles mais de sens opposés, et n cellules de neutrali- sation disposées chacune après l'un des couples de moyens magnétiques, ce dispositif délivrant (n+1) faisceaux contenant des neutres. 9. Dispositif selon l'une quelconque des re- vendications 6 à 8, caractérisé par le fait qu'il comprend, sur la trajectoire du faisceau obtenu après la dernière cellule de neutralisation une structure décélératrice d'ions. 10. Dispositif de formation de faisceaux d'atomes neutres de haute énergie, caractérisé par le fait qu'il comprend plusieurs dispositifs selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, disposés côte à côte et travaillant dans des plans qui convergent. 11. Dispositif de formation de faisceaux d'atomes neutres de haute énergie, caractérisé par le fait qu'il comprend deux dispositifs selon l'une quel- conque des revendications 6 à 10, disposés de manière symétrique par rapport à un plan. 12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé par le fait qu'il comprend une source d'ions à 4 faisceaux (SI, SI'), 4 premières ceLLules de neutralisation (NI, N'2), 4 premiers moyens (MM1, MM'1) de formation d'un premier champ magnétique (B1, B'1), 4 seconds moyens (MM2, MM'2) de formation d'un second champ magnétique (B2, B'2), 4 secondes celluLes de neutralisation (N2, N'2) et 4 structures décéLéra- trices d'ions (SD, SD'). 13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 12, caractérisé par le fait que Les couples de moyens magnétiques agissant sur un même faisceau d'ions sont constitués par un doublet magné- tique quasi-achromatique (DMA).