(57)【要約】本発明は、中性子の発生及び／又は捕獲のための方法に関しており、以下の工程：ａ）陽子、重陽子、及び／又は三重陽子から選択された原子核を、前記原子核を抽出し且つ十分に抽出された原子核を自由電子を含んでいるターゲット（２０）の方へ向けるために、電場に曝すこと、ｂ）例えば、前記原子核の磁気モーメントに所定の配向を与えるように、該原子核を第１磁場の空間的及び／又は時間的な勾配に曝すこと、次のｃ）該ターゲットの該自由電子の磁気モーメントに所定の配向を与えるように、該ターゲットを第２磁場に曝すこと、またはｄ）これら物質の自由層の電子が超常磁性物質の結果的な磁気モーメントの配向によって好まれた方向に配向されるように電子ドナー超常磁性物質を用いること、のどちらか一つ、ｅ）例えば超常磁性物質を用いる場合に、陽子ビーム及び／又はターゲットを外部磁場に曝さないこと、を包含している。加熱装置及び／又は磁場を生成するための装置が、該物質の超常磁性特性を活性化させるために要求されうる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中性子を発生させ及び／又は捕獲するための方法であって、次の工程：
ａ）陽子、重陽子、及び／又は三重陽子から選択された原子核を電場に曝して、前記原子核を抽出し且つ十分に抽出された原子核を、自由電子を含んでいるターゲット（２０）の方へ向けること、
ｂ）前記原子核の磁気モーメントに所定の配向を与えるように、該原子核を第１磁場の空間的及び／又は時間的な勾配に曝すこと、および
ｃ）該ターゲットの該自由電子の磁気モーメントに所定の配向を与えるように、該ターゲットを第２磁場に曝すこと、
を包含している、上記方法。
【請求項２】
該原子核の磁気モーメントおよび該自由電子の磁気モーメントは、同じ方向に整列されている、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
該原子核の磁気モーメントおよび該自由電子の磁気モーメントは、該ターゲットの方への該原子核の移動方向に対して、これと同じ方向にまたは反対方向に平行である、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
該原子核は、無線周波又は電気放電を印加することによって、水素の、及び／又は重水素の、及び／又は三重水素のプラズマを生成することによって得られる、請求項１〜３の何れか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記原子核は、該原子核の磁気モーメントに所定の配向を与えるように、無線周波に曝される、請求項１〜４の何れか１項に記載の方法。
【請求項６】
該ターゲットは、強磁性及び／又は超常磁性の物質を含み、且つ該ターゲットは、該ターゲットの該自由電子の磁気モーメントに所定の配向を与えるように、磁場に曝される、請求項１〜５の何れか１項に記載の方法。
【請求項７】
該ターゲットは、該ターゲットの該自由電子の磁気モーメントに所定の配向を与えるように、無線周波に曝される、請求項１〜６の何れか１項に記載の方法。
【請求項８】
該無線周波は、無線周波発生器（８）を用いて、１０ｋＨｚ〜５０ＧＨｚの間の周波数で印加される、請求項５〜７の何れか１項に記載の方法。
【請求項９】
印加される該電場は、１以上の電極、特に１対の陽極／グラウンド電極（１２、１３）によって得られ、該１対の電極は電極ホールダ（２４）によって支えられている、請求項１〜８の何れか１項に記載の方法。
【請求項１０】
印加された該第１磁場は、前記原子核を収容している封入部（２）の容積にわたって０．００１Ｔ／ｍ〜１０００Ｔ／ｍの間に存在する或る空間的勾配を有している、請求項１〜９の何れか１項に記載の方法。
【請求項１１】
該ターゲットの該自由電子は、該第２磁場の空間的及び／又は時間的な勾配に曝される、請求項１〜１０の何れか１項に記載の方法。
【請求項１２】
該ターゲット（２０）は金属である、請求項１〜１１の何れか１項に記載の方法。
【請求項１３】
該ターゲット（２０）は、１００℃〜４０００℃の間、より良くは２００℃〜１７００℃の間に存在する或る温度に加熱される、請求項１〜１２の何れか１項に記載の方法。
【請求項１４】
中性子を発生させ及び／又は捕獲するための装置であって、
ａ）陽子、重陽子、及び／又は三重陽子の中から選択された原子核が置かれうる封入部（２）、
ｂ）該封入部内に存在する該原子核の磁気モーメントに所定の配向を与えるように、第１磁場の空間的及び／又は時間的な勾配を印加するための手段、
ｃ）前記原子核を抽出し且つ十分抽出された原子核を電子の方へ向けるために電場を印加するための手段、および
ｄ）前記電子の磁気モーメントに所定の配向を与えるように該電子へ第２磁場を印加するための手段、
を備えている、上記装置。
【請求項１５】
該原子核の磁気モーメントおよび自由電子の磁気モーメントは、同じ方向に整列されている、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
該原子核の磁気モーメントおよび該自由電子の磁気モーメントは、該ターゲットの方への該封入部中の該原子核の移動方向に対して、これと同じ方向にまたは反対方向に平行である、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
該封入部を囲む無線周波発生器を備え、該封入部内で、水素の、又は重水素の、又は三重水素のプラズマを生成することを可能にする、請求項１４〜１６の何れか１項に記載の装置。
【請求項１８】
該第１磁場の勾配を印加する該手段は、該第１磁場を発生するための第１電磁石（１０）を備えている、請求項１４〜１７の何れか１項に記載の装置。
【請求項１９】
該ターゲットは、強磁性及び／又は超常磁性の物質を含んでいる、請求項１４〜１８の何れか１項に記載の装置。
【請求項２０】
該電場を印加するための手段は、１以上の電極および１以上のグラウンド、特に１対または複数対の陽極／グラウンド電極（１２、１３、２１、２５）を備え、各電極または１対の電極は電極ホールダ（２４、２３、２６）によって支えられている、請求項１４〜１９の何れか１項に記載の装置。
【請求項２１】
該電極ホールダ（２４、２３、２６）は、リング形状であり、同一の形状でありうるところの該電極と該グラウンドとのための２つのハウジングを備えている、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
該電極ホールダ（２４、２３、２６）は、電気的接続のための通路、スペーサのための通路、及び／又は該装置内の圧力を平衡させるため且つガスの循環のための通路、の内の少なくとも１つのための横開口部を備えている、請求項２０または２１の何れか１項に記載の装置。
【請求項２３】
前記電子へ該第２磁場を印加するための該手段は、該第２磁場を発生させるための第２電磁石（１４）を備えている、請求項１４〜２２の何れか１項に記載の装置。
【請求項２４】
電子ビームを発生させることを可能にする電子源を備えている、請求項１４〜２３の何れか１項に記載の装置。
【請求項２５】
該原子核を受け取ることを意図された、電子を含んでいるターゲットを備えている、請求項１４〜２４の何れか１項に記載の装置。
【請求項２６】
冷却手段、及び／又はエネルギー発生のための、特に熱交換器のためのエネルギー収集手段を備えている、請求項１４〜２５の何れか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は特に、中性子を発生させ及び／又は捕獲するための装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子核核分裂反応によって中性子を発生させることは公知の実施である。この技術は、高エネルギー消費は云うまでもなく原子核核分裂反応が表すリスクを与える非常に大規模な枠組みを必要とするという欠点を有している。
【０００３】
中性子の発生のために用いられた別の技術は、破砕、すなわち、高加速エネルギー（ＭｅＶからＧｅＶのオーダーの）光子、エネルギー粒子、又は軽原子核と、重原子核及び／又は中性子過剰原子核との相互作用である。入射エネルギービーム（陽子、電子、または光子）のこれら原子核への衝突は、原子核を分裂させることにより、または過剰中性子を円錐方向に引き剥がすことにより中性子を解放する。この技術は、例えば１０１５中性子／ｃｍ２ｓのオーダーの顕著な生成レベルを達成しうるためには、核反応のように重装備且つ多額の投資を要する。放射能の危険は低いが、産出量も低く、比較的短い寿命（２０００時間未満）を有するターゲットの製作のために高コストと入射粒子（一般的には陽子）のビームによって消費される莫大なエネルギーを伴い、このことが何故この技術が非常に高コストなのかを説明する。
【０００４】
国際特許出願（WO 2009/052330）は、イオンビームと原子核との衝突の工程を有する中性子生成のための方法を記載する。原子核はイオンと同じスピン状態を有する。
【０００５】
国際特許出願（WO 99/05683）は、中性子を作るために陽子による電子捕獲のための電気化学的方法を記載する。
【０００６】
欧州特許出願（EP 2 360 997）は、原子核ビームと電子ビームとが衝突させられる中性子生成のための方法を記載する。したがって、先ず電子ビームと原子核ビームとを作ることが必要である。したがって、用いられる装置は、比較的複雑、大規模、かつ高コストでありうる。さらに、発生された中性子が装置の外部で使われなければならない（このことは大きな損失を生みうる）ので、収率は不十分でありうる。
【０００７】
米国特許出願（US 2014/0326711）は、ニッケルおよび水素が、シールされた封入部内で反応させられるところの熱の発生のための方法に関する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
経済的なコストおよびエネルギーコストを削減すること、並びに中性子の発生および捕獲を簡単化する必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
方法
【００１０】
その第１の局面によると、本発明の課題は、中性子を発生させ及び／又は捕獲するための方法であって、次の工程：
ａ）陽子（水素原子核）、重陽子（重水素原子核）、及び／又は三重陽子（三重水素原子核）から選択された原子核を電場に曝して、前記原子核を抽出し且つ十分に抽出された原子核を、自由電子を含むターゲットの方へ向けること、
ｂ）前記原子核の磁気モーメントに所定の配向を与えるように、特に該ターゲットの方への該原子核の加速の間に、該原子核を第１磁場の空間的及び／又は時間的な勾配に曝すこと、
ｃ）該ターゲットの該自由電子の磁気モーメントに所定の配向を与えるように、該ターゲットを第２磁場に曝すこと、
を包含している。
【００１１】
該自由電子の磁気モーメントおよび該原子核の磁気モーメントは、同じ方向に整列され得る。それらは、該ターゲットの方への該原子核の移動方向に対して、これと同じ方向または反対方向において平行でありうる。このようにして、これらは、工程ｂ）において抽出された原子核ビームの軸と共線的でありうる。そのような配列を得るために、用いられる磁場は、軸方向でありえ、原子核のビームの軸と一致する軸を有する。
【００１２】
このようにして、衝突による中性子の生成を引き起こすことは可能である。このようにして発生された中性子は、次に、ターゲットの構成原子核によって捕獲され得、これは、中性子捕獲によるこれら同じ原子核の変換を含んでいる。
【００１３】
「自由電子」は、ターゲットの伝導層の電子であると理解されるべきである。該電子は、ターゲットの原子に弱く結合しており、そしてそれによって電気の流れに参加しうる。これら自由電子を含む層は、少なくとも原子核ビームの側の数ナノメートルから数マイクロメートルまでの厚さに亘ってターゲットを被覆しうる。
【００１４】
「磁気モーメント」は、粒子（即ち、原子核または電子）の固有の磁気モーメントを意味すると理解されるべきである。これら粒子は、電荷および磁気モーメントを備えている。
【００１５】
磁場、外部磁場、またはターゲット自体の超常磁性物質によって生成された磁場によって配向された電子は、ターゲットの構成原子、即ち例えば、それ自身変換されるべき原子、または変形実施態様においてこの目的のためにターゲット上に又は内部に添加された特定の原子（例えば電子ドナー）に起源を有しうる。これら電子ドナーはまた、磁場増幅器として局所的に働きうる。実際、好ましくはそのキュリー温度を超えて加熱されたいくつかのターゲット物質は、それら自身の磁気と加えられた外部磁場との組み合わせの効果の下で、磁場の勾配を局所的に増強することに参加しうる。このようにして、電子の磁気モーメントは、入射原子核の磁気モーメントと組み合わされた磁場の勾配の影響のもとで少なくとも局所的に整列されることができ、それは次の電子捕獲による中性子の生成を可能にする。
【００１６】
ターゲットは、超常磁性特性を有しうる。
【００１７】
「超常磁性特性」は、ターゲットが１以上の超常磁性物質を含んでいること意味すると理解されるべきである。超常磁性は、強磁性物質またはフェリ磁性物質の振舞いであり、それは、それらが小粒子またはナノ粒子の形状であるときに現れる。十分に小さなサイズの粒子において、磁気は、温度の影響下で自発的に反転させられうる。２つの反転の間の平均時間は、ネール（Neel）緩和時間と呼ばれている。印加された磁場が存在しない場合に、もしこれら粒子の磁化を測定するのに用いられた時間が、ネール緩和時間よりもかなり長いときは、それらの磁化は現れず、それらは、超常磁性状態であると云われる。この状態においては、外部場は、常磁性物質におけるように粒子を磁化しうる。それにもかかわらず、超常磁性粒子の磁化率は、常磁性物質のそれよりもはるかに大きい。
【００１８】
ターゲットが超常磁性特性を有する場合に、ターゲットは、超常磁性のその特性を引き出すために十分な温度にさらされうる。ターゲットが超常磁性の特性を有する場合に、ターゲットの加熱は、超常磁性のその特性を引き出すことを可能にする。
【００１９】
ターゲットが超常磁性特性を有する場合に、ターゲットの自由電子の磁気モーメントに配向を与えるように、ターゲットを第２磁場に曝すことはまた可能である。第２磁場へそのように曝すことは、磁化されたナノ粒子の配向に所定の方向を与えることを可能にする。この好まれた方向は、例えば入射陽子ビームの方向または陽子ビームの反対方向でありうる。
【００２０】
このようにして発生された中性子は、次いで、金属又は非金属でありえ、且つ金属又は伝導性でありかつ（好ましくは、強磁性の、超常磁性の）層により被覆されうるところのターゲットと相互作用する。非金属ターゲットの場合に、金属のまたは伝導性の層の存在は必要な電子を与え、かつ、もしこの層が強磁性、又は超常磁性であれば、結合された電子の磁気モーメントをより効果的に配向させるために、局所磁場の勾配の増加とを提供する。
【００２１】
入射原子核による電子の捕獲は、相互作用する粒子の磁気モーメントの配向によって引き起こされる。これは次いで、入射原子核を抽出しかつ加速するために印加された電位の強さに依存して、冷中性子、熱中性子、低速中性子または高速中性子を生成することを可能にする。
【００２２】
このようにして、本発明に従う方法において、入射原子核によって誘起された電子の電子捕獲とその直後のターゲット自身の原子核によって発生された中性子の捕獲による、ターゲット内での中性子の発生を得ることが可能である。この方法は、エネルギーを生成するために、同位体を生成するために、または核ゴミの変換のために用いられうる。
【００２３】
従って本発明の１つの利点は、中性子の発生が、ターゲット外の中性子源の場合のように中性子のかなりの割合が失われることなしに、ターゲット内のその場で起こりうることである。別の利点は、粒子の磁気モーメントを、特に原子核ビームの軸に平行に整列させるための方法の恩恵による、低エネルギーコストでのこれら中性子の生成である。
【００２４】
さらに入射原子核のエネルギーは、変更可能でありうる。それは、調節可能、特に１μｅＶ〜２５ＭｅＶの間の区間内で、より良くは０．０２５ｅＶ〜１０ｋｅＶの間で、さらに良くは０．０１ｅＶ〜０．４ｅＶの間で調節可能である。
【００２５】
表現「磁気モーメントに所定の配向を与える」は、また「分極」と呼ばれ、磁場の勾配が、粒子（原子核および電子、好ましくは電子）の固有の磁気モーメントを該場のおよび原子核ビームの変化の方向に配向させることを意味する。この配向は、１のまたは複数の磁場のもとで相互作用に入る粒子の少なくとも０．０１％に、少なくとも１％にさえ、少なくとも１０％にさえ、少なくとも５０％にさえ、または実質的に全てにさえ影響を及ぼしうる。
【００２６】
原子核のおよび電子の磁気モーメントは、第１磁場の勾配の方向に配向されうる。第１磁場の勾配は、原子核ビームの軸に従ってそれ自体配向されうる。
【００２７】
生成された中性子のエネルギーは、１μｅＶ〜２５ＭｅＶの間、好ましくは０．０２５ｅＶ〜１０ｋｅＶの間、およびより良くは０．０１ｅＶ〜０．４ｅＶの間にさえ存在しうる。このエネルギーは、入射原子核と連絡されたパルスに、および特に電子捕獲反応に参与した原子核を抽出するために印加された電位に依存しうる。
【００２８】
別の局面によると、本発明の別の主題は、中性子の発生及び／又は捕獲のための方法であって、以下の工程；
ａ）陽子（水素原子核）、重陽子（重水素原子核）、及び／又は三重陽子（三重水素原子核）から選択された原子核を電場に曝して、前記原子核を抽出し且つ十分に抽出された原子核を、自由電子を含んでいるターゲットの方へ向けること、
ｂ）前記原子核の磁気モーメントに所定の配向を与えるように、特に該ターゲットの方へのそれらの加速の間、該原子核を第１磁場の空間的及び／又は時間的な勾配に曝すこと、
ｃ）超常磁性の特性を引き出すために十分な温度に該ターゲットを曝すこと、該ターゲットは超常磁性特性を有する、
を包含している。
【００２９】
ターゲットが超常磁性特性を有する場合に、ターゲットの加熱は、その超常磁性特性を引き出すことを可能にする。
【００３０】
ターゲットが超常磁性特性を有する場合に、ターゲットの自由電子の磁気モーメントに所定の配向を与えるように、ターゲットを第２磁場に曝すことはまた可能である。そのような第２磁場へ曝すことは、磁化されたナノ粒子の配向に好ましい方向を与えることを可能にする。この好ましい方向は、例えば入射陽子ビームの方向、または陽子ビームの反対方向でありうる。
入射原子核
【００３１】
原子核は、無線周波を印加（以下で記載されよう）、または高電圧を印加することによって、水素の、及び／又は重水素の、及び／又は三重水素のプラズマを生成することによって得られうる。無線周波の存在における強い磁場の存在は、マグネトロン型式の電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）でのプラズマの励起の工程へ導き、このことはプラズマの閉じ込めと維持を実質的に改良することを可能にする。
【００３２】
「プラズマ」は、空間の或る領域に閉じ込められているところの陽イオンと電子との集合であると理解されるべきである。好ましくは、水素、及び／又は重水素、及び／又は三重水素の中性ガスが、制御された圧力に維持された封入部内に導入される。この封入部は、真空ポンプによって強烈な低圧に、特に真空圧に維持されうる。封入部内の圧力は、例えば１０−９ミリバール〜１００ミリバールの間、より良くは１０−７ミリバール〜１０−３ミリバールの間に存在している。
【００３３】
変形実施態様として、プラズマは、電気放電によって得ることができる。水素、及び／又は重水素、及び／又は三重水素の原子核は、ガスへの高電圧の印加によって得ることができる。
【００３４】
別の変形実施態様として、原子核は、例えば市場において例えば商標Monogan-M100、ＥＣＲイオン源又はProton源として入手可能であるところの原子核源または陽子源により得ることができる。
【００３５】
例示的な実施態様において、水素、及び／又は重水素、及び／又は三重水素のガスは、この又はこれらのガスのプラズマを生成するように、特に勾配を有するまたは勾配のない磁場の影響の下で、無線周波数の場に曝される。該周波数は、１０ＭＨｚ〜４００ＭＨｚの間にありうる。
原子核の源の性質
【００３６】
本発明に従う方法は、工程ａ）の前に、原子核のビームの生成の工程を備えうる。
【００３７】
本発明の文脈において用いられうるところの原子核の源として、公表物：MILEY達による「Ion Gun Injection In Support Of Fusion Ship II Research And Development」、またはKiss達による「Modified extraction geometry in a radio-frequency ion source」に教示された源を引用することが可能である。
【００３８】
原子核の源は、用いられうる原子核の加速器の任意のタイプ、例えば、直線的すなわち線形加速器、シンクロトロン又はサイクロトロンのような円形加速器を、その源内に備えうる。
原子核ビームの特徴
【００３９】
原子核ビームは、その生成の瞬間に、１０−８〜１０−１ｍの間、例えば１０−６〜１０−１ｍの間、例えば５＊１０−４〜５＊１０−２ｍの間に存在する或る直径を有しうる。「ビームの直径」は、上記ビームの横断面における最大直径を意味すると理解されるべきである。
【００４０】
原子核ビームは、１０９〜１０２３原子核／秒の間に存在する或るフラックスを有しうる。
【００４１】
原子核ビームを構成しているところの原子核の少なくとも５０％、例えば少なくとも７５％、例えば実質的に全てが、１μｅＶ〜２５ＭｅＶの間、例えば０．０２５ｅＶ〜１０ｋｅＶの間、例えば０．０１ｅＶ〜１００ｅＶの間に存在するエネルギーを有しうる。
【００４２】
原子核ビームは、連続的に放射されうる。変形実施態様として、原子核ビームはパルス化されうる。「パルス化されたビーム」は、ビームが、ある継続時間（例えば１ｓ以下、１ｍｓ以下、例えば１μｓ以下、例えば１ｎｓ以下、１０ｐｓ以下、１ｐｓ未満）のパルスの形において放射されることを意味すると理解されるべきである。パルスは、例えば１ｐｓ〜１ｍｓの間に存在する或る継続時間を有する。２つの続くパルスを分離している時間は、例えば１ｍｓ以下、例えば１μｓ以下、例えば１ｐｓ以下である。
【００４３】
パルス化された抽出は、特に、ビームの原子核を有する真空中の封入部内の原子及び／又は分子から形成された過剰な粒子間の妨害的な相互作用を制限することを可能にする。
【００４４】
原子核のビームがパルス化されている場合に、パルス毎に生成された中性子の数は、例えばパルス当り１〜１０１９中性子／ｃｍ２の間、１０６〜１０１７中性子／ｃｍ２の間、より良くは１０１２〜１０１５中性子／ｃｍ２の間でありうる。
【００４５】
中性子の生成は、連続形態またはパルス形態において実施しうる。
【００４６】
ターゲットが強磁性及び／又は超常磁性物質を含む場合に、ターゲットの自由電子の磁気モーメントに所定の配向を与えるように、ターゲットを磁場に曝すことが可能である。
無線周波
【００４７】
上記原子核は、原子核の磁気モーメントに所定の配向を与えるように、無線周波に曝されうる。これら無線周波の印加は、特に悪く配向された原子核の磁気モーメントに所望の方向に配向を与えることを可能にする。これらの無線周波は、例えば４０ＭＨｚのオーダーでありうる。
【００４８】
ターゲットは、ターゲットの自由電子の磁気モーメントに所定の配向を与えるように無線周波に曝されうる。これらの無線周波の印加は特に悪く、配向されているターゲット自由電子の磁気モーメントに所望の方向に配向を与えることを可能にしうる。これらの無線周波は、例えば２５ＧＨｚのオーダーでありうる。
【００４９】
表現「無線周波に曝される」は、「１の或る無線周波放射に曝される」を意味すると理解されるべきである。
【００５０】
無線周波の周波数は特に、関連する磁場の強さおよびビームのタイプ（電子、陽子、重陽子、または三重陽子）に依存する。無線周波は、無線周波発生器を用いて、１０ｋＨｚ〜５０ＧＨｚの間、５０ｋＨｚ〜５０ＧＨｚの間にある周波数で印加されうる。発生された無線周波は、１０ＭＨｚ〜２５ＧＨｚの間、１００ＭＨｚ〜２．５ＧＨｚの間にさえも存在し、例えば４５ＭＨｚのオーダーでありうる。無線周波は、封入部を囲む無線周波発生器の、原子核及び／又は電子の夫々のビームためのアンテナまたは封入部の内部に置かれているアンテナによって印加されうる。無線周波の放射の方向は、原子核ビームの軸に直角または平行でありうる。
【００５１】
プラズマを生成するために用いられる無線周波は、１ＭＨｚ〜１０ＧＨｚの間、１０ＭＨｚ〜１ＧＨｚの間にさえ、より良くは１００ＭＨｚ〜７００ＭＨｚの間に存在し得、例えば２００ＭＨｚのオーダーでありうる。
磁場
【００５２】
印加された第１磁場は０．００５テスラ〜２５テスラの間に存在している強さ、０．１テスラ〜１テスラの間に存在している強ささえをも、且つ上記原子核を容れる封入部の容積に亘って０．００１テスラ／ｍ〜１０００テスラ／ｍの間、０．０１テスラ／ｍ〜１００テスラ／ｍの間にすら存在している空間的勾配（例えば、封入部の容積に亘って１０テスラ／ｍのオーダーの変動を伴う）を有しうる。
【００５３】
変形実施態様として、第１磁場は、周波数及び／又は信号の形状によって時間的に変動する。発生された第１磁場の最大強さは、０．００５テスラ〜２５テスラの間に存在しうる。封入部内において、勾配は例えば０．１テスラ／ｍ〜１０００テスラ／ｍの間に存在する。
【００５４】
粒子の磁気モーメントの配向は、ターゲットの全てに亘る磁場の勾配に依存するので、ターゲット全体に亘るこの勾配を制御するために、もし同じ軸上に置かれた１または２のコイルによって得られうる勾配を直すことが必要であれば、追加のコイルを有することは恐らく有用である。このようにして磁場の勾配の形状は、ターゲットのサイズおよび形状に従って変更されうるであろう。
【００５５】
発生された第１磁場は、１以上の永久磁石または１以上の電磁石によって発生されうる。第１磁場は例えば、正弦波形状または先の尖った形状を有する可変電流によって生成されうる。電磁石を有する発電機は、例えば連続電圧及び／又は１Ｈｚ〜２５ＭＨｚの間に存在する周波数を有する可変電圧を発生させうる。この第１磁場の印加は、原子核の磁気モーメントの配向を可能にする。
【００５６】
ターゲットの自由電子は、第２磁場の空間的及び／又は時間的な勾配に曝されうる。このようにして第２磁場は、空間的及び／又は時間的な勾配を有しうる。変形実施態様として、この第２磁場は、時間的に及び／又は空間的に一定でありうる。第２磁場は、上記電子を含んでいるターゲットの容積内において０．０１Ｔ／ｍ〜１０００Ｔ／ｍの間に存在する空間的勾配、例えばターゲットの容積内において１０Ｔ／ｍのオーダーの空間的勾配を有しうる。変形実施態様として、第２磁場は、信号の周波数及び／又は形状について時間的に可変である。生成された第２磁場の強さは、０．００５Ｔ〜２５Ｔの間に存在しうる。
【００５７】
生成された第２磁場は、１以上の永久磁石若しくは１以上の電磁石によって、または無線周波発生器によってさえ、またはこれらの組み合わせによってさえ生成されうる。第２磁場は例えば、正弦波形状および先の尖った形状を有する可変電流によって生成されうる。電磁石を有する発電機は、例えば連続電圧及び／又は１Ｈｚ〜２５ＭＨｚの間に存在する周波数を有する可変電圧を発生させうる。この第１磁場の印加は、電子の磁気モーメントの配向を可能にする。
【００５８】
第１磁場及び／又は第２磁場は、信号発生器により制御された電源を伴う電磁石によって生成されうる。信号は、例えばサイリスタ（例えばGraetz ブリッジを有する）によって作られた、正方形、正弦波、または整流された信号でありうる。例えば、ウエブのページ：https://fr.wikipedia.org/wiki/Thyristor に示されたように、電圧およびGraetz ブリッジから出る電流（２０°に等しいサイリスタの遅れ角を有する）を用いることは可能である。このタイプの電流は、時間的磁場変動を生成しうる。
【００５９】
１又は複数の電磁石は、強磁性のコアを有し又は有さないこともありうる、例えば、コアを有する１の電磁石およびコアを有しない別の電磁石でありうる。そのことが、磁場の空間的勾配を得ることに好都合であることを可能ならしめうる。
【００６０】
別の実施態様において、電磁石のコアは、ガスを有するプラズマを供給するために貫通されうる。別の実施態様において、ガスの取り込みは封入部の壁を通して生じうる。
【００６１】
第１磁場及び／又は第２磁場は、例えば１Ｈｚ〜２５ＭＨｚの間に存在する周波数の生成を伴いうる。無線周波の一または複数の印加は、電子および原子核の磁気モーメントの配向に対して追加的な助けを提供し得て、ひいては本発明の方法の収率における増加を可能にする。無線周波数は、１ＭＨｚ〜５０ＧＨｚの間、例えば、約１テスラの磁場の下で、原子核に対しては４２ＭＨｚそして電子に対しては２５ＧＨｚでありうる。この周波数は印加された磁場に依存する。
【００６２】
本発明の別の変更実施態様によると、１つの信号コイルは、２つの磁場を置き換えるところの１つの磁場を生成しうる。このコイルは、コアを有するまたはコアを有さないコイルでありうる。
電場および電位差
【００６３】
特にプラズマへ印加された電場は、原子核を電位差に曝すために、１以上の電極、特に１対の陽極／グラウンドまたは１対のグラウンド／陰極によって得られうる。
【００６４】
１対の電極は、電極ホールダによって支えられうる。電極およびグラウンドは、その極性以外において同一の形状でありうる。電極ホールダは、電極とグラウンド（それらは同一形状でありうる）とのために２つのハウジングを備えるリング形状を有しうる。
【００６５】
さらに、電極ホールダは、半径方向開口部（例えば直径方向に向き合いうるそれらの２つ）によって貫通されうる。これら半径方向開口部は、電極ホールダを封入部内に固定するために用いられうる。
【００６６】
電極ホールダはまた、横開口部を備えうる。横開口部は、封入部の中心軸から最も離れて存在する、封入部の両側における電気接続の通過のために用いられうる。これら横開口部また、より小さな直径でありうる。横開口部の６つが存在し、これらは封入部の中心軸の周りに対称的に配置されている。
【００６７】
横開口部はまた、電極およびターゲットの支持部の保持を可能にするところのスペーサの通過のために用いられうる。これらスペーサは、１以上の熱転送流体の循環、および装置内で生じた熱の抽出のために用いられうる。スペーサと同様に、それらの４個が存在し得、そしてそれらは封入部の中心軸の周りに対称的に配置されうる。
【００６８】
最後に、別の横開口部が、自由のままであり得、装置内の圧力を平衡させるために及びガスの循環のために用いられうる。６個の該横開口部が存在し得て、封入部の中心軸の周りに対称的に配置されうる。
【００６９】
電極のこの対は、プラズマから所定の距離で、好ましくはその直近に及び／又はターゲットからの所定の距離で配置されうる。ターゲットへの距離は、１ｍｍ〜１ｍの間に、例えば６０ｍｍのオーダーで存在しうる。
【００７０】
プラズマの陽電極は、０Ｖ〜１００００Ｖの間に存在する、例えば６ｋＶのオーダーでありうる電位にされ得る。電場は、１００Ｖ／ｍ〜１０ＭＶ／ｍの間に、例えばＭＶ／ｍのオーダーでありうる。電極の幾つかの対は、ターゲット上で原子核のパルス化を増加させるために用いられうる。
【００７１】
変形実施態様として、プラズマに対して陰極とグラウンドを用いることが可能である。陰極は次いで、０Ｖ〜−１００００Ｖの間の、例えば−６ｋＶのオーダーンの電位にされうる。
【００７２】
陽極または陰極の電圧は、原子核に、意図された応用によって望まれたパルスを割り当てることを可能にする。
【００７３】
印加された電場（特にターゲット上の）は、ターゲットの電子を電位差に曝すために、１以上の電極（特に１対のグラウンド／陰極、または陽極／グラウンド）によって得られうる。
【００７４】
電極の少なくとも１つは、上に記載されたようでありうる、電極ホールダによって支えられうる。別の電極は、全体的に先細の形状でありうる。
【００７５】
電子のこの対は、ターゲットから所定の距離に、好ましくはこの直近に配置されうる。
【００７６】
変更の実施態様において、ターゲットそれ自体が、グラウンドに接続されうる。
【００７７】
変更態様として、ターゲットは、陰極へ接続されうる。陰極は、次いで０Ｖ〜−１００００Ｖの間、より良くは−５Ｖ〜−５００Ｖの間に存在する、例えば−３００Ｖのオーダーでありうる電位にされうる。この場合、上述の電極ホールダはグラウンドを支えている。
【００７８】
ターゲットまたはその封入部は、その表面に少なくとも１つの電気接続部を備えうる。
ターゲット
【００７９】
ターゲットは、金属製で、全てが金属でさえあり得、それは、特に方法がエネルギーを生成するために使われる場合でありうる。
【００８０】
変形実施態様として、ターゲットは、非金属であり得、それは特に方法が例えば変換の目的のために用いられる場合でありうる。この場合に、それは、強磁性のまたは超常磁性の金属ジャケットを備えうる。例えばそれは、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｃｏ、FeOFe2O3、ＭｎＢｉ、Ｎｉ、ＭｎＳｂ、MnOFe2O3、ＣｒＯ２，ＭｎＡｓ、Ｇｄ、Ｄｙ、ＥｕＯ、Ｕ、Ｗの内の少なくとも１つを含み得、このリストは限定的なものではない。この場合に、ターゲットまたはその金属ジャケットは、上で説明されたように陰極へまたはグラウンドへ結合されうる。
【００８１】
ターゲットは固体、液体または気体でありうる。それは例えば、少なくともナノ粒子（特に、超常磁性物質の場合に）、粉末、泡、多孔性物質、複合材料、及び／又はゾル‐ゲル状の物質を備えうる。それはまた、勾配を有する又は有しない磁場に曝される金属及び／又は電気伝導材料を含むことができ、このリストは非限定的である。
【００８２】
ターゲットが流体であるとき、流体は循環されることができ、または循環用溶媒内に含められうる。装置は、ターゲットの流体を循環させるための手段を備えうる。これら手段は例えば、ポンプ、ミクサー、またはウォームスクリューを包含しうる。流体及び／又は溶媒は、次の非限定的なリスト：水銀、ナトリウム  Ｎａ、水から選択されうる。可能な溶媒は、例えば、粉末（例えばＮｉまたはＭｏの粉末）を運搬することを可能にする。
【００８３】
変形の実施態様において、特にエネルギーの生産のために、ターゲットは水を容れている金属の封入部でありうる。
【００８４】
ターゲットは、１００℃〜４０００℃の間、２００℃〜２０００℃の間にさえ、より良くは２００℃〜１７００℃の間、３００℃〜１５００℃の間にさえありうる温度まで加熱されうる。例えば、ターゲットを加熱するために電気抵抗または別の熱源を用いることが可能である。そのような加熱は、特にターゲットが、強磁性及び／又は超常磁性物質、ターゲットの金属部分またはその金属ジャケットの伝導電子を含む場合において、磁気モーメントの配向を改良することを可能にすることができる。
【００８５】
ターゲットの加熱は、その自由電子が、物質媒体の影響下でより少なく、そして外部場の影響の下ではより多く存在することを許容しうる。配向された電子の数を増やすために、ブロッホ層の「自由」電子がより少なく相互作用するように且つ外部場の影響にもっと曝されるように、ターゲットの温度を上昇させることが好ましい。
【００８６】
本発明に従う方法は、１０−７を超える中性子生成率を有しうる。「中性子生成率」は、変換の数／ターゲットにリンクされた陰極から抽出された電子の数、と定義される。
【００８７】
誘起された電子捕獲が、それ自身で中性子を有する原子核によってなされる場合に、自由にされた中性子の量は、誘起された電子捕獲により生成された中性子の数よりも、単に既存の中性子の自由化によって多くありうる。
【００８８】
生成された中性子の数は、１０３中性子／ｃｍ２秒を超え、例えば１０１３中性子／ｃｍ２秒を超えさえ、より良くは１０１９中性子／ｃｍ２秒を超えさえしうる。
【００８９】
本発明に従う方法は、中性子のビームの生成を可能にしうる。「ビーム」は、源によって１またはそれ以上の与えられた空間方向に発生され、或る速度で駆動された粒子の集合であると理解されるべきである。この場合に、ターゲットは電子ビームによって置き換えられる。
【００９０】
本発明の別の課題は、上記と独立にまたは上記との組合せにおいて、発生された中性子のパルスを制御するための方法であり、そこでは中性子を抽出するために印加された電位の強さが制御される。要するに、抽出電場の強さは、原子核に対してそして従って生成された中性子に対してより大きなまたはより小さいパルスを与える。このような仕方で、生成された中性子のパルスを、ターゲット物質の最適有効中性子捕獲断面に適応させるように該パルスを変調することは可能である。
【００９１】
磁場勾配は、磁場生成装置と、ナノメートルの、原子の、および原子核のスケールに対するターゲットの物質の磁気的振舞いとの組合せによって局所的に生成されうる。
装置
【００９２】
本発明の課題はまた、上記と独立に又は上記の課題との組合せにおいて、上で規定されたような方法を実装するための装置である。
【００９３】
その局面の別の面によると、本発明の別の目的は、中性子を発生させ及び／又は捕獲するための装置、例えば上で記載されたような方法を実装するための装置において、
ａ）陽子（水素原子核）、重陽子（重水素原子核）、及び／又は三重陽子（三重水素原子核）の中から選択された原子核を、例えば真空ポンプによって制御された圧力下で、例えば中性の水素又は重水素及び／又は三重水素ガスを導入することによって封入部内に置くことが可能である封入部、
ｂ）該封入部内に存在する該原子核の磁気モーメントに所定の配向を与えるように、第１磁場の空間的及び／又は時間的な勾配を印加するための手段、
ｃ）上記原子核を抽出し且つ十分抽出された原子核を電子の方へ向けるために電場を印加するための手段、および
ｄ）上記電子の磁気モーメントに所定の配向を与えるように該電子へ第２磁場を印加するための手段、
を備えている上記装置である。
【００９４】
装置はまた、ターゲットが超常磁性特性を有する場合に、ターゲットの超常磁性特性を活性化させるために、電子を含んでいるターゲットを加熱するための手段を備えうる。
【００９５】
原子核の磁気モーメントおよび自由電子の磁気モーメントは、同じ方向に、特に封入部内の原子核の移動の方向に整列させられうる。該原子核および該自由電子のこれら磁気モーメントは、封入部内の原子核の移動の方向に、同一方向または反対方向で平行でありうる。このようにして、それらは、工程ｃ）において抽出された原子核のビームの軸と共線的でありうる。
【００９６】
電子および原子核の電子の磁気モーメントは、次いで同じ方向に整列されることができ、これは、それらの衝突の際に電子の捕獲を有利にするを可能にする。第２磁場は空間的及び／又は時間的勾配を有しうる。変形実施態様として、第２磁場は時間的に及び／又は空間的に一定でありうる。
【００９７】
装置は、例えばプラズマの生成により、及び電場を印加するための手段（したがって電位差）を用いて原子核をこのプラズマから抽出することによる、ガスから中性子を生成するための手段を備えうる。装置は特に、上で説明したように封入部内で水素、重水素、及び／又は三重水素のプラズマを生成することを可能にするために、封入部を囲む又は封入部内に組み込まれた無線周波発生器を備えうる。
【００９８】
電場を印加するための手段は、上で説明されたように１以上の電極および１以上のグラウンドを備えうる。電場を印加するためのこれらの手段は特に、第１の典型的な実施態様において、原子核がそこから来るところの封入部の側面に陽極、及び反対側、即ち電子を含むターゲットの側にグラウンドへの接続部を備えうる。第２の典型的な実施態様において、電場を印加するためのこれらの手段は、原子核がそこから来る、及び／又はプラズマがそこで生成されるところの封入部の側にグラウンドへの接続部、及び反対側に、すなわち電子を含むターゲットの側に陰極への接続部を備えうる。
【００９９】
装置は特に、陽極／グラウンドまたはグラウンド／陰極の１以上の対を備え得、各電極または電極の対は電極ホールダによって支えられている。
【０１００】
電極ホールダは、電極およびグラウンド（それらは同一形状でありうる）のための２つのハウジングを備えるリングの形状を有しうる。電極ホールダは、電気接続のための通路、スペーサのための通路の中の少なくとも１つのための、及び／又は装置内の圧力を平衡させるための及びガスの循環のための横開口部を備えうる。
【０１０１】
装置はまた、上に記載されたように、抽出電極および集束電極（これは上述の電極ホールダによって支持されないであろう）を支える絶縁用電極ホールダを備えうる。集束電極は、全体的に先細の形状を有しうる。それは別の電極ホールダによって支えられうる。それは、装置内の圧力を平衡させるために及びガスの循環のために開口部により貫通されうる。
【０１０２】
電子抽出電極と原子核加速電極とターゲットとの間に、装置は、無線周波アンテナを備えうる。上述された電極はまた、無線周波アンテナとして働きうる。
ビーム
【０１０３】
装置は、電子ビームを発生することを可能にする電子の源を備えうる。それは、例えば電極、例えば陰極、およびターゲットから電子を抽出することを可能にするグラウンド電極でありうる。電極は、ターゲットそれ自身でありうる。それは、例えば１００℃〜４０００℃の間、より良くは２００℃〜１７００℃の間にある温度にされうる。別の変形実施態様において、陰極は電界効果陰極でありうる。
【０１０４】
第２磁場の印加は、電子の磁気モーメントの配向を可能にする。このようにして、例えば、上記のビームを形成する粒子の少なくとも５０％、例えば少なくとも７５％、例えば実質的に全てが、配向された磁気モーメントを有することを許容することが可能である。
【０１０５】
このようにして原子核のビームおよび電子のビームは、相互作用させられ、２つのビームの粒子は、磁場の空間的及び／又は時間的勾配を有する又は有しない磁場の下で２つの電極対の間に含まれた空間内で、整列されたそれらの磁気モーメントを有している。
【０１０６】
１の又は複数の抽出電極は、例えば、次のリスト（これは非限定的である）：タングステン、チタン、タンタル、金、プラチナ、ニッケル、鉄からの１以上の物質における金属格子の形状に作られうる。電極は、相互の接続部の絶縁を可能にするセラミックまたはプラスチック材料の輪郭を有しうる。１の実施態様において、これらプラスチックまたはセラミックの輪郭は、装置の封入部内のガスの真空ポンプへの循環を促進するために孔を開けられうる。
ターゲット
【０１０７】
装置は、原子核を受けることを意図された、伝導電子を含むターゲットを備えうる。電子及び原子核の磁気モーメントは、次いで入射原子核の速度の方向と同じ方向に整列されうる。このことは、ターゲット、特にターゲットの金属部分の表面（ここでは金属の電子の海の自由電子、換言すれば伝導層の電子が存在する）上に衝突の際、ビームの原子核によって、十分に配向された電子の捕獲を促進すること可能にする。
【０１０８】
ターゲットは、強磁性及び／又は超常磁性物質を含みうる。ターゲットは、強磁性及び／又は超常磁性物質で部分的に又は全体的に構成され得、それらは（磁場と組み合わされて）電子および原子核の衝突の瞬間での電子および原子核の磁気モーメントの配向および維持を促進しうる。
【０１０９】
ターゲットの変換されるべき元素は、金属部分自身の元素または該金属部分の直ぐ背後に含まれた別の元素でありうる。
【０１１０】
この金属部分は薄くあり得、例えば、所望の応用に依存して１μｍ〜数ｍ（例えば１０ｍ）のオーダーの厚さを有する。応用は、放射性元素の作成、アクチニドおよび放射性物質の変換、中性子捕獲による熱エネルギーの生成でありうる。
【０１１１】
ターゲットの金属部分はまた、グラウンド又はカソード電極へリンクされうる。
【０１１２】
装置はまた、上で説明したように電子を含むターゲットを加熱するための手段を備えうる。装置はまた、上で説明したようにターゲットから熱を抽出するための手段を備えうる。
封入部
【０１１３】
封入部は、１ｍｍ３〜１００ｍ３の間、より良くは１ｃｍ３〜１ｍ３の間、１０ｃｍ３〜１ｄｍ３の間にすらある内部容積を有しうる。封入部は、求められる応用および生成されるべき中性子の数に依存して小さくも大きくもありうる。
真空及び温度
【０１１４】
封入部は、例えば１パスカル以下、例えば１０−５パスカル（１０−７ミリバール）以下の圧力にされうる。低圧を有する封入部は、粒子の密度を制限することを可能にし、従ってビームの潜在的な乱れの源を限定することを可能にしうる。
【０１１５】
そのような圧力は、例えば、イオン真空ポンプの使用によってまたは本発明に適する何らかの手段によって得られうる。
【０１１６】
本発明に従う方法は、衝突に入ることを意図された粒子以外に実質的に何の物質も容れていない封入部内において生じうる。
封入部の壁
【０１１７】
封入部の壁を形成する材料の厚さおよび性質は、電子捕獲及び／又は衝突工程の後に発生された放射及び粒子、および衝突させられることを意図されたビームを閉じ込めるように選択されうるであろう。封入部の少なくとも１つの材料は、以下のリスト（これは非限定的である）：水晶、ステインレス鋼、チタン、ジルコンから選択されうる。
出力ダイアフラム
【０１１８】
本発明に従う装置は、特に自由中性子を発生させることを意図されている場合に、出力ダイアフラムを備えうる。例えば、本発明に従う装置が真空下の別の封入部に結合されている場合に、出力ダイアフラムは、中性子のビームが通過することを可能にするように、中性子とほとんど相互作用しない材料で作られたディスクでありうる。出力ダイアフラムは、例えば中性子の弱い吸収材である１以上の材料から構成されうる。出力ダイアフラムは、例えば、炭素、マグネシウム、鉛、シリカ、ジルコニウム、またはアルミニウムを含みうる。出力ダイアフラムは、任意の形状、例えば円形、卵形、楕円、多角形でありうる。
冷却及び／又はエネルギー収集
【０１１９】
装置は、冷却手段、及び／又はエネルギーの（より特には一次熱エネルギーの）発生のためのエネルギー収集手段（特に熱交換器による）を備えうる。この一次熱エネルギーは、次にニーズと応用に依存して機械的または電気的エネルギーに変換されうる。
【０１２０】
冷却の場合に、熱交換器は、１以上の熱転送流体の閉回路を備えうる。熱交換器は、これら熱転送流体を回収するための手段を備えうる。熱転送流体は例えば、以下のリスト（これは非限定的である）：空気、水、油、および意図された応用に適切であるいずれかの熱転送流体から選択されうる。
【０１２１】
エネルギー収集の場合において、単一の回路、または変形実施態様としていくつかの回路を用いることが可能である。
【０１２２】
単一の回路を用いる場合において、エネルギー収集のために用いられた流体は、状態を変化、例えば液体状態から気体状態へ変化しうる。この場合に、それは、一定であるところの、または技術的発生モードに従って選択された圧力下で状態を変化するか、または容積を変化させることによって、環境の圧力で状態を変えことさえできる。したがってそれは、最も適切な実施態様に従って、例えばタービンを回すこと、ピストンエンジン、または例えば推進手段として用いられるものでさえも、圧力および容積を変えうる。
【０１２３】
変形実施態様として、第１回路の放射性汚染が中性子炉の直近環境に影響することを回避するために、いくつかの回路を用いることは可能である。このようにして、第２回路、第３回路でさえも用いることは可能である。最後の回路は、単一回路の場合に上に記載されているように動作して、異なる回路間の一連の熱交換器を通して発生された熱エネルギーを収集することを可能にする。
【０１２４】
このエネルギーを、熱エネルギーの形態において、及び／又はタービン、ピストン、スターリングエンジン、または何らかの適切なシステムを通して機械的エネルギーの形態において、または上述の機械的エネルギー変換システムへ公知の装置、例えば交流発電機の追加によりそれを電気エネルギーに変換することによってさえ、使用または変換することは可能である。
【０１２５】
収集および熱交換回路において用いられる熱転送流体は、水、油、溶融塩、または高温で流体になる物質の何れかのタイプ（例えばナトリウム、鉛、塩）から選択されうる。各回路は、必要に応じて異なる流体を含みうる。
磁場
【０１２６】
第１および第２磁場は、装置の軸方向にまたは該軸に対して直角に配向されうる。好ましくは、第１および第２磁場は、原子核及び／又は電子のビームの軸に平行である。
【０１２７】
「磁場の勾配」は、空間的にまたは時間的に非一様であるところの磁場の強さを意味すると理解されるべきである。空間的または時間的な変化は、例えば１μＴ〜１００Ｔの間、より良くは１ｍＴ〜５０Ｔの間、１Ｔ〜１０Ｔの間でさえありうる。磁場が印加される空間のサイズは、１ｎｍ３〜１００ｍ３の間、より良くは１μｍ３〜１ｍ３の間、１ｍｍ３〜１ｄｍ３の間でさえありうる。磁場は、時間的に変化しうる。それは、長い又は短い時間期間に亘って、例えば１ｐｓ〜１０ｓの間、より良くは１ｎｓ〜１ｓの間、１μｓ〜１０ｍｓの間でさえ、１０μｓ〜１ｍｓの間でさえある期間に亘ってゆっくりとまたは急速に変化しうる。
【０１２８】
第１磁場の勾配を印加するための手段は、上で説明されたように第１磁場を発生するための第１電磁石を備えうる。変形実施態様または追加の実施態様として、これら手段は、無線周波発生器を備えうる。
【０１２９】
第２磁場を上記電子へ印加するための手段は、上で説明されたように第２磁場を発生するための第２電磁石を備えうる。変形実施態様または追加の実施態様として、これら手段は、無線周波発生器を備えうる。無線周波数は、１ＭＨｚ〜１０００ＧＨｚの間、より良くは５ＭＨｚ〜１００ＧＨｚの間に存在しうる。この第２磁場の印加は、電子の磁気モーメントの配向を可能にする。１の実施態様において、無線周波数は、１テスラ（Ｔ）の第２磁場の場合に２５ＧＨｚでありうる。
【０１３０】
電子捕獲を生成するための、原子核と、結合された又は自由な電子との間の相互作用は、第２電磁石の場内において生じうる。
【０１３１】
本発明に従う方法または装置において実装された１以上の磁場を生成することを可能にする手段は、超電導コイル、抵抗性コイル、または抵抗性コイルと超電導コイルを含む「ハイブリッド」コイルから選択されうる。少なくとも１つの共振コイルを備える共振回路（例えばＲＬＣタイプの）を用いることは、また可能である。
磁気モーメントに所定の配向を与えるために用いられる磁場
【０１３２】
本発明に従う方法は、少なくとも：
ｉ．原子核の磁気モーメントを所定の状態に置くよう構成され、１μＴ〜１００Ｔの間にある強さの時間的に静的である成分、及び／又は衝突の軸上においてのみゼロではない勾配を有する第１磁場、および
ｉｉ．電子の磁気モーメントを所定の状態に置くよう構成され、１μＴ〜１００Ｔの間にある強さの時間的に静的である成分、及び／又は衝突の軸上においてのみゼロではない勾配を有する第２磁場、
の印加の少なくとも１つの工程を包含しうる。
【０１３３】
第１磁場および第２磁場は、同一または異なりうる。第１磁場および第２磁場は、同一源によってまたは異なる源によって生成されうる。
【０１３４】
第１磁場および第２磁場の少なくとも１つ、例えば各々は、静的でありうる。
【０１３５】
変形実施態様として、第１磁場および第２磁場の少なくとも１つ、例えば各々は、静的成分およびゼロでない変動成分を含みうる。
【０１３６】
これ以降、所定の磁場Ｂ(x,y,z,t)について、その静的成分はＢstat(x,y,z)およびその変動成分Ｂt(x,y,z,t)は、式Ｂ(x,y,z,t) =Ｂstat(x,y,z)+
Ｂt(x,y,z,t)を満たすとして定義される。ここでＢstat(x,y,z)は、時間に依存しない量であり、Ｂt(x,y,z,t)は、期間のない時間依存の量である。換言すれば、Ｂt(x,y,z,t)の周波数スペクトルは、ゼロ周波数に中心のあるピークを持たない。なお、上記記号「Ｂ」及び「Ｂ」はベクトルを表す。
静的成分
【０１３７】
以下に記載された静的成分に関する特徴はまた、変動成分を有さない静的磁場に妥当する。第１磁場の静的成分は、例えば１μＴ〜１００Ｔの間の強さを有しうる。第２磁場の静的成分は、例えば１μＴ〜１００Ｔの間の強さを有しうる。本発明に適する静的成分は、超電導コイル、抵抗性コイル、または抵抗性コイルと超電導コイルを備えている「ハイブリッド」コイルにより生成されうる。
【０１３８】
第１および第２磁場は、異なる変動成分を有しうる。第１磁場及び／又は第２磁場の変動成分は、例えば少なくとも１つの、光子ビームの形において印加されうる。変動成分の印加は、関係する粒子に関して、衝突時の中性子又は原子核の生成の確率を増加させるために、静的成分の方向に配向された磁気モーメントの比率を増加させることを可能にしうる。
【０１３９】
要するに、量子理論は、例えば、磁気モーメントの共鳴周波数に等しい周波数に中心を置く少なくとも１つのピークを備えている周波数スペクトルを有する少なくとも１つの変動成分の印加は、例えば異なるエネルギー準位間の遷移を誘発することを可能にすることを述べている。この共鳴周波数は、印加された磁場の静的成分の周りの磁気モーメントの歳差周波数（ラーモア歳差と呼ばれる）に対応する。すると、磁気モーメント（例えば配向された）が、静的成分の印加の方向の反対方向に、変動成分の印加前に、印加された変動成分のエネルギーの少なくとも一部分を吸収すること、および配向された状態（その状態において上記磁気モーメントが静的成分と同じ方向に整列されている）に遷移することが可能になる。
【０１４０】
例えば、静的成分と同時に変動成分を印加することが可能である。
【０１４１】
発生された中性子の、偏向された光子の、または衝突を受けてはいない光子によって作られた電位の量の測定は、例えば、操作者が、第１及び／又は第２磁場の変動成分を印加するのに必要なインジケータを有することを可能にすることができる。
【０１４２】
変動成分の場の線（磁力線）は、粒子ビームと共線的でありうる。変形実施態様として、それらは静的成分の磁力線と共線的でないこともありうる。それらは例えば、１０°を超える、例えば４５°を超える角度にそれらを形成しうる。特に変動成分の磁力線は、静的成分の磁力線と８５°〜９５°の間の角度を形成しうる。
【０１４３】
第１磁場の変動成分は、公知の様式で印加されうる。１の変形実施態様として、第１磁場の変動成分は、当業者が決定しうる継続時間を有するところのパルスの形態において印加されうる。１例としてパルスの継続時間は、例えば、０．０１μｓ〜１ｓの間、例えば１μｓ〜２０ｍｓの間に存在しうる。
【０１４４】
第２磁場の変動成分は、連続様式で印加されうる。１の変形実施態様として、第２磁場の変動成分は、当業者が決定しうる継続時間を有するところのパルスの形態において印加されうる。１例としてパルスの継続時間は、例えば、０．０１μｓ〜１ｓの間、例えば１μｓ〜２０ｍｓの間に存在しうる。
【０１４５】
第１磁場の変動成分は、例えば１Ｈｚ〜５０ＭＨｚの間、例えば５０Ｈｚ〜５０ｋＨｚの間、例えば１００Ｈｚ〜１ｋＨｚの間に存在する周波数に中心を置かれた少なくとも１つのピークを含む周波数スペクトルを有しうる。
【０１４６】
本発明に従う方法の文脈において、第２磁場の変動成分は、例えば１Ｈｚ〜５０ＭＨｚの間、例えば５０Ｈｚ〜５０ｋＨｚの間、例えば１００Ｈｚ〜１ｋＨｚの間に存在する周波数に中心を置かれた少なくとも１つのピークを含む周波数スペクトルを有しうる。
【０１４７】
第１磁場および第２磁場の変動成分は、少なくとも１つの共振コイルを備える共振回路（例えばＲＬＣタイプの）によって発生されうる。
衝突軸上の勾配
【０１４８】
上述されたように、第１磁場及び／又は第２磁場は、衝突軸上で非ゼロの勾配を有しうる。
【０１４９】
量子理論によれば、ゼロでない勾配を有する磁場の印加は、磁気モーメントを所定の状態に置き、かつ磁気モーメントを磁場と共線的に整列させることを可能にしうる。また、粒子の速度、衝突軸および磁気モーメントの間の角度が小さい、例えば１０°未満、５°未満、好ましくは０°に近い、ことが重要である。
【０１５０】
勾配の方向は、衝突軸と実質的にゼロの角度を形成しうる。後者の場合、第１磁場及び／又は第２磁場が、追加的に静的成分および非ゼロの変動成分を備えることは可能である。上記夫々静的成分および変動成分は、上で記載されたようでありうる。両方の場合に、それらの磁気モーメントの方向に従う粒子を分離することは可能である。すると、粒子の同一のビームから、印加された勾配と同一方向におよび反対方向に配向された磁気モーメントを有する粒子を含む１のビーム、または同一の方向に配向された磁気モーメントを有する粒子を有する複数のビームを得ることは可能である。
【０１５１】
さらに第１磁場及び／又は第２磁場は、衝突軸上に、ゼロでない強さの且つ例えば１０００Ｔ／ｍ未満の勾配を有しうる。衝突軸上にゼロでない勾配を有する第１磁場及び／又は第２磁場は、連続的に印加されうる。
【０１５２】
変形実施態様として、衝突軸上にゼロでない勾配を有する第１磁場及び／又は第２磁場は、パルスの形で印加されうる。
【０１５３】
本発明に適する磁場勾配は例えば、シュテルン‐ゲルラッハの実験において実装されたのと同様の２つの空隙によって、または異なるループ数及び／又は異なる直径及び／又は電流を有する複数の巻線によって作られうる。
エネルギー生成および収集
【０１５４】
捕獲工程及び／又は衝突工程は、エネルギーの解放（例えば熱の形態での）をなしうる。この工程において発生された熱は例えば、上で記載されたように、１又は２以上の熱転送流体がその内部で循環しているところの熱交換器によって収集されうる。
【０１５５】
その別の局面に従うと、本発明は、上で記載されたような方法及び／又は装置の１つによってエネルギーを生成するための方法に関しており、ここで、発生されたエネルギーが収集される。
【０１５６】
さらに別の局面に従うと、本発明は、エネルギーを発生するために、上に記載された方法及び／又は装置によって生成された中性子の使用に関する。発生された中性子は低速且つ高い収率であるので。発生された中性子が、中性子捕獲によってエネルギーを発生することを可能にしうる。要するに、中性子捕獲による原子核の変換はエネルギーを生成することが確立される。このエネルギーの源は、例外的、経済的な効率性を達成し得、そして次々に別のエネルギーの源に置け変えうる。そのようなシステムの効率性は、２００％を、１０００％（消費されたエネルギーの１０倍の発生）さえも、さらにそれ以上を超えうる。
【０１５７】
中性子捕獲の幾つかの例は、得られるエネルギーと共に、ウエブサイト：
http://www.nndc.bnl.gov/capgam/byn/page001.html
によって、以下のように与えられる。
n + p → D + 2223.25±0.00 keV
2n + 58Ni → 60Ni + 8998.63±0.07 keV + 1332.54±0.05 keV
n + 60Ni → 61Ni + 7819.56±0.06 keV
n + 61Ni → 62Ni + 1172.80±0.10 keV
使用
【０１５８】
中性子は、多くの用途、特にイメージングの分野、医療産業及び核エネルギー（中性子がエネルギー発生の源である）のための同位元素生産の分野、核反応最適化の分野、電力施設の運用の安全の分野、およびマイナーアクチニドのような放射性ゴミの処理の分野において有用でありうる。
【０１５９】
その局面の１つによると、本発明は、医療装置（例えば、人及び動物の癌細胞を破壊するための）であって、少なくとも、
‐処置されるべき患者の位置調整をするための手段、
‐上に規定されたような装置
を備えるものに関する。
【０１６０】
このようにして、本発明に従って生成された中性子は、例えばハドロンセラピーまたは例えば中性子医療のために用いられうる。
【０１６１】
さらに別のその局面によると、本発明は、放射性同位体を生成することを可能にする。医療分野において、放射性同位体の２つの主たる使用：生理的代謝の正確なイメージを作ることを可能にする放射性調剤（トレーサー）の注入によるイメージング、または或る医療行為およびガンマ放射による医療機器の殺菌のために実行すること、がある。発生された中性子は、例えば手術器具の殺菌において用いられるガンマ線を生成することを可能にする。
【０１６２】
さらに別のその局面によると、本発明は、中性子変換のために、又はより一般的には実験物理において原子核を得ることのために、中性子捕獲による放射性同位体の生成のために、上に記載されたような方法及び／又は装置によって生成された中性子の使用に関する。
【０１６３】
さらに別のその局面によると、本発明は、変換による原子核ゴミの処理のために、上に記載されたような方法及び／又は装置によって生成された中性子の使用に関する。発生された中性子（高速でありうる）は、より軽く且つより短寿命のひいてはより危険の少ない放射性元素を得るために、原子核反応炉からのゴミへ送られうる。
【０１６４】
さらに別のその局面によると、本発明は、イメージングおよび中性子分析のために、上に記載されたような方法及び／又は装置によって生成された中性子の使用に関する。中性子のビームを発生することを可能にする装置は、特にこの場合に用いられる。発生された中性子は、任意の対象の構造を元素を通して写真に撮ることを可能にしうる。この方法は、産業部品の精密な解析を可能にする。同様に、発生された中性子は、土壌の分析および地質学的な探査、例えば或る調査のドリル孔を可能にしうる。最後に中性子解析は、他の使用と同じ条件において、中性子の源が、爆発物（その性質が何であれ）を検出することを可能にするので、軍事および防衛目的のために用いられる。
【０１６５】
さらに別のその局面によると、本発明は、物理化学システムにおけるデフェクトの生成のために、上に記載されたような方法及び／又は装置によって生成された中性子の使用に関する。中性子のビームを発生することを可能にする装置は、特にこの場合に用いられる。発生された中性子は、核ストレスを受ける埋め込まれた装置および機器の放射線耐性を試験することを可能にしうる。
【０１６６】
さらに別のその局面によると、本発明は、原子力発電所における上に記載されたような方法及び／又は装置によって生成された中性子の使用に関する。発生された中性子は、核分裂発電所の臨界前運転の高価でない設計を可能にすることができ、それは核暴走のリスクおよびウラン濃縮の必要性を除くことを可能にする。このようにして核のリスクは、より低いエネルギー発生コストでかなり低減されうる。これはまた化石エネルギー消費を限定することを可能にする。
【０１６７】
本発明は、以下の詳細な、実装された非限定的な実施例の記載を読むこと、および添付された図面を検討することでより良く理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０１６８】
【図１】本発明に従う中性子発生及び／又は捕獲装置の１例の概略の部分斜視図である。
【図２】図１の矢印IIの方向から見られた該装置の図である。
【図３】図１および２の該装置の矢印III−IIIに従う長手方向断面図である。
【図４】図１〜３の装置の詳細の概略部分斜視図である。
【図５】図４の矢印Ｖの方向から見られた装置の詳細の概略部分斜視図である。
【図６】図４および５の該装置の矢印ＶI−ＶIに従う長手方向断面図である。
【図７】電極ホールダアセンブリおよびその電極の概略の部分斜視図である。
【図７ａ】図７の該アセンブリの概略の部分切欠き斜視図である。
【図７ｂ】図７および７ａの電極ホールダの概略の部分斜視図である。
【図７ｃ】図７、７ａ、および７ｂの電極ホールダの矢印Ｃの方向から見られた図である。
【図７ｄ】図７、７ａ、および７ｂの電極ホールダの矢印Ｄの方向から見られた図である。
【図７ｅ】図７、７ａ、および７ｂの電極ホールダの矢印ＣおよびＤに直交する方向から見られた図である。
【図８】関連する電極によって囲まれたターゲットの概略の部分斜視図である。
【図８ａ】図８のカソードの矢印Ａの方向から見られた図である。
【図８ｂ】図８のカソードの矢印Ｂの方向から見られた図である。
【図９】本発明の該装置の変形実施態様の図３に類似の長手方向断面図である。
【図１０】本発明の該装置の別の変形実施態様の図３に類似の長手方向断面図である。
【０１６９】
図１〜３は、本発明に従う装置１を概略的に示し、該装置１は、真空ゲージ５によって制御された圧力で原子核がその中に置かれうるところの封入部２を備えている。封入部２は、全体的に円筒の形状を有し、その出力端部２ｃの方に向けて２つの側部分岐部２ａおよび２ｂを備え、その１つ２ａは電気的接続部７の通過を可能にし、そして他の１つ２ｂは真空ポンプ（図示されていない）へのガスの放出部である。出力端部２ｃは、生成された中性子のための出口として役立つことができ、及び／又は、１若しくは複数の熱交換器におけるエネルギーを冷却のために及び／又は取り入れるために用いられる熱転送流体のための入口および出口である。
【０１７０】
原子核は、陽子（水素の原子核）、重陽子（重水素の原子核）、及び／又は三重陽子（三重水素の原子核）から選択され得、かつ、例えば、封入部内にガス入口部６を通して中性水素ガス又は重水素ガス及び／又は三重水素ガスを導入することによって得られうる。該ガスは、封入部２を囲むアンテナ９を備える無線周波発生器８によってプラズマに変換されうる。
【０１７１】
装置１はさらに、封入部２内に存在する原子核の磁気モーメントに所定の配向を与えるために、第１磁場の空間的及び／又は時間的な勾配を与える手段を備えている。これは、記載された本例において、コア１０ａを有する電磁石１０である。コア１０ａは、ガスの投入を可能にするチャネル１０ｂを備えている。
【０１７２】
装置１はまた、上記原子核を抽出し且つ概正常に抽出された原子核を電子の方に向かわせるために電場を与える手段を備えている。記載された本例において、これらの手段は、電極１２であり、該電極１２は記載された本例においては陽極であり、図７及び７ａ〜７ｅにより詳細に図示されているように、絶縁性電極ホールダ２４の他方の側に置かれたグラウンド（接地部）１３と結びついている。
【０１７３】
これらの図面から分かるように、電極１２とグラウンド１３とは、それらの極性を除いて同一であり、そして電極ホールダ２４は、電極１２とグラウンド１３（それらは同一の形状である）とのための２つのハウジング４０を備えるリングの形状を取る。
【０１７４】
さらに、電極ホールダ２４は、半径方向開口部４１（例として２つが図示されている）で貫通され、そして該複数の開口部は直径方向に向き合っている。これら半径方向開口部４１は、電極ホールダを装置内に固定するために用いられうる。
【０１７５】
電極ホールダ２４はまた、横開口部４２、４３及び４４を備えている。該開口部４２は、電気的接続部７の通過のために用いられ得、封入部２の複数の側に、封入部の中心軸から最も離れて存在している。これら開口部４２はまた、より小さな直径の方である。記載された本例において、６個が存在し、封入部の中心軸の周りに対称的に配置されている。
【０１７６】
横開口部４３は、電極の維持およびターゲットの支持を可能にするところのスペーサ３０の通過のために用いられうる。これらスペーサは、１以上の熱転送流体の循環と装置内で生じた熱の抽出とのために用いられうる。この例においては、スペーサ３０のような４個のスペーサが存在し、そしてそれらは封入部の中心軸の周りに対称的に配置されている。
【０１７７】
最後に、別の横開口部４４は、自由のままであり得、装置内の圧力を平衡させるように及びガスの循環のために用いられうる。記載された本例においては、６個が存在し封入部の中心軸の周りに対称的に配置されている。
【０１７８】
上述の電子は、記載された本例において、抽出電極２５と集束電極２１の背後の、絶縁性電極ホールダ２３により保持されたターゲット２０から抽出された電子ビームに由来する。集束電極２１は、図８ａおよび８ｂに示されたように、全体的に先細の形状を有している。抽出電極２５は、以前に詳細に記載された電極ホールダ２４と同一である電極ホールダ２６に保持され、そしてターゲットと集束電極２１は、電極ホールダ２４および２５に同一の電極ホールダ２３に保持されている。半径方向開口部４１は、図８、９、及び１０に示されたように、ターゲット２０を電極ホールダ２３内に固定するのに一般に用いられうる。
【０１７９】
集束電極２１は、記載された本例において、例えば−３００Ｖの電位にされた陰極（カソード）であり得、すると抽出電極２５はグラウンドでありうる。変形例においては勿論別であって、集束電極２１はグラウンドにされ、そして抽出電極２５は、例えば約＋３００Ｖの電位にされた陽極（アノード）でありうる。このようにして抽出電極２５は、使用モードに依存して異なる電位：グラウンドまたは陽にされうる。図８に詳細に示された集束電極２１は、陰極またはグラウンドである。
【０１８０】
ターゲット２０からの電子は、グラウンドにリンクされるかまたは正電位にされ且つ集束電極２１（これは本例の場合、陰極またはグラウンドである）によって原子核へ焦点を当てられところの抽出電極２５の動作によってターゲットから抽出される。
【０１８１】
装置は、本発明の範囲から逸脱せずに、抽出電極と集束電極の内の唯１つの電極を備えうる。
【０１８２】
電極の各々は、金属格子の形状に制作され得、相互の接続の絶縁を可能にするセラミックまたはプラスチック材の輪郭を有する対応する電極ホールダにより支えられている。
【０１８３】
電子がビームの形で放出される場合に、衝突は、両者ともグラウンドと結合された電極１３と２５との間の中間空間２８で生じる。
【０１８４】
装置は、電子の磁気モーメントに所定の配向を与えるように、コア１０と電極１２と１３とを有する電磁石の後ろに、第２の磁場を上記電子に印加するための手段を備えている。これは、記載された本例においてはコアレス電磁石１４である。この電磁石１４の中心部に、図示されたように、電極１３（グラウンド）、電極２５（グラウンド）、電極２１（陰極）および支持部２３上のターゲット２０が存在する。このようにして、電子は、プラズマからの原子核との衝突の前に第２磁場に曝される。
【０１８５】
出力部で、中性子ビームが次に得られ、封入部２の端部２ｃで捕獲されうる。
【０１８６】
図９に示された変形の実施態様において、装置は、第２磁場を変調するための特定の無線周波アンテナ５０を備え得て、電子は、電磁石１４の第２磁場とアンテナ５０によって放射された無線周波との組合せに曝される。このアンテナ５０は、封入部の周りで該磁石１４の内側に置かれている。
【０１８７】
直前に記載された例において、中性子のビームの発生は、ビームの原子核によってターゲット２０から抽出された電子の捕獲によって得られる。
【０１８８】
電子は、１変形実施態様として、ターゲット内に封じ込められ得、ターゲットはこの場合、原子核を受け取ることを意図されている。この場合、電子／原子核の衝突は、その磁気モーメントの整列のお陰で、中性子を生成するようにターゲット２０上又は内で直接に生じうる。そして発生された中性子の捕獲によってターゲットの原子（原子核）の変換を得ることが可能である。中性子の発生およびターゲット内での直接の捕獲のこの例示的な実施態様において、電極及び／又はグラウンド１２、１３、および２５は、ターゲットの原子核及び／又は電子の磁気モーメントの整列の速度を改良するために無線周波アンテナとして用いられ得、ひいては生成された中性子の数を増加させる。この目的のために、図１０において示された変形実施態様において、それらは適切な無線周波発生器へ接続されうる。
【０１８９】
１例として図１０は、電極２１を有さないターゲット２０が存在することにより以前に記載されたものとは異なる装置を示しており、そして該装置はグラウンドに接続されている。さらに、電極２５は、無線周波発生のためにのみ用いられ、そして固定電圧へ曝されない。図示されていない変形実施態様において、この電極２５は除去すらされうる。
【０１９０】
ターゲット２０は、原子の最多可能な数の変換を容易にするように、特に出力２ｃの方向において細長い形状を有しうる。ターゲット２０は、固体、または流体（液体であり又は粉末を包含する）でありうる。
【０１９１】
表現「（１つの）〜を備える」は、「少なくとも１つの〜を備える」ことを意味していると理解されるべきである。
【符号の説明】
【０１９２】
１        装置
２        封入部
２ａ、２ｂ    側部分岐部
２ｃ      出力端部
５        真空ゲージ
６        ガス入力部
７        電気的接続部
８        無線周波発生器
９        アンテナ
１０        電磁石
１０ａ      コア
１０ｂ      チャネル
１２        電極
１３        グラウンド
１４        コアレス電磁石
２０        ターゲット
２１        集束電極
２３        絶縁性電極ホールダ
２４        電極ホールダ
２５        抽出電極
２６        電極ホールダ
２８        中間空間
３０        スペーサ
４０        ハウジング
４１        半径方向開口部
４２，４３，４４        横開口部
５０        無線周波アンテナ   
【図１】
2018522390.tif 000003
【図２】
2018522390.tif 000004
【図３】
2018522390.tif 000005
【図４】
2018522390.tif 000006
【図５】
2018522390.tif 000007
【図６】
2018522390.tif 000008
【図７】
2018522390.tif 000009
【図７ａ】
2018522390.tif 000010
【図７ｂ】
2018522390.tif 000011
【図７ｃ】
2018522390.tif 000012
【図７ｄ】
2018522390.tif 000013
【図７ｅ】
2018522390.tif 000014
【図８】
2018522390.tif 000015
【図８ａ】
2018522390.tif 000016
【図８ｂ】
2018522390.tif 000017
【図９】
2018522390.tif 000018
【図１０】
2018522390.tif 000019
【国際調査報告】
2018522390.tif 000020
2018522390.tif 000021
2018522390.tif 000022
2018522390.tif 000023
2018522390.tif 000024
2018522390.tif 000025