FR2997603A1 - Cyclotron - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un cyclotron (1), comportant : - un bobinage, - une pluralité de secteurs colline (2) en matériau ferromagnétique, dans l'entrefer desquels le champ magnétique généré par le bobinage est orienté de façon à induire une trajectoire des particules autour de l'axe (X) du cyclotron, ces secteurs colline étant séparés par des vallées, le bobinage s'étendant, entre au moins deux secteurs colline disposés de part et d'autre d'une vallée, en se rapprochant de l'axe du cyclotron, de façon à ce que selon l'axe (V) de cette vallée, le champ magnétique auquel sont soumises les particules en cours d'accélération dans le cyclotron passe d'une polarité de même signe que dans les collines à une polarité inverse, quand le rayon augmente.

Description

Domaine technique La présente invention concerne les cyclotrons et notamment ceux à électroaimants supraconducteurs. Arrière-plan Les cyclotrons sont des accélérateurs dont le principe de fonctionnement est aujourd'hui ancien. Ces accélérateurs ont fait l'objet de nombreux développements, notamment dans le but d'augmenter l'énergie du faisceau de particules délivré. La conception d'un cyclotron capable d'accélérer des faisceaux de forte puissance est soumise à diverses contraintes. En particulier aux hautes énergies, le rayonnement gamma et neutronique émis suite à l'activation de ses composants doit être le plus réduit possible pour faciliter sa maintenance et la radioprotection. Par ailleurs, le coût de conception et de fabrication doit être compatible avec l'application recherchée. Pour produire des faisceaux d'énergie relativement élevée, par exemple supérieure ou égale à 500 MeV, il est connu de réaliser les cyclotrons supraconducteurs selon une configuration dite « à secteurs séparés ». Ces derniers, dits secteurs « colline », sont répartis tout autour de l'axe du cyclotron, étant séparés par des régions appelées « vallées », et portent chacun de part et d'autre de l'entrefer deux enroulements supraconducteurs qui génèrent un champ magnétique sensiblement perpendiculaire au plan médian dans l'entrefer. Des cavités accélératrices RF sont disposées entre les secteurs. La publication ECPM May, 2012 DAHALUS divulgue un cyclotron supraconducteur de ce type, dédié à l'accélération d'ions H2+ et à la production d'ions H+ par épluchage électronique, représenté à la figure 1. Les secteurs colline sont réalisés chacun avec une partie de culasse disposée radialement vers l'extérieur, qui sert à refermer le champ magnétique. Cette partie de culasse contribue à l'emprise au sol de façon non négligeable et augmente la masse de fer utilisée et le poids de l'installation. De plus, les secteurs présentent en vue de dessus une forme assez complexe, en spirale, pour des raisons de focalisation du faisceau, ce qui tend également à accroître l'encombrement.

En outre, le champ magnétique, dans la région centrale du cyclotron située radialement en retrait des secteurs vers l'axe du cyclotron, est inverse de celui existant dans l'entrefer au niveau des secteurs et donc non disponible pour accélérer les particules, ce qui oblige à utiliser un pré-accélérateur en amont pour injecter les particules avec un niveau d'énergie en entrée compatible avec le niveau recherché en sortie. Cela ajoute au coût, à l'encombrement et à la complexité de l'installation. Enfin, le faisceau de particules en entrée est sujet à un problème de charge d'espace, ce qui limite l'intensité qu'il est possible d'injecter dans le cyclotron. A ces difficultés d'injection, s'ajoutent des difficultés d'extraction du faisceau. Comme illustré à la figure 1, le faisceau H4 après épluchage électronique subit plusieurs déviations dans le même sens giratoire, ce qui entraîne une forte dispersion angulaire du faisceau, au détriment du rendement de l'accélérateur, et peut poser des problèmes d'activation de ses composants. A ce jour, il existe un besoin pour perfectionner encore les cyclotrons, plus particulièrement supraconducteurs, afin de remédier aux inconvénients ci-dessus et permettre notamment la réalisation de cyclotrons capables d'accélérer des particules à une haute énergie, par exemple supérieure ou égale à 60 MeV et avec une intensité non négligeable, par exemple supérieure "ou égale à 2 mA. La publication CYCLOTRON AND FFAG STUDIES USING CYCLOTRON CODES M.K. Craddock et al., Proceedings of Cyclotrons 2010, Larighou China, vise à déterminer la limite haute en énergie que peuvent avoir des cyclotrons faisant suivre les secteurs colline par des vallées où le champ magnétique est inverse. Toutefois, aucune réalisation concrète n'est divulguée dans cette publication. Résumé L'invention vise à répondre au besoin ci-dessus, et y parvient selon un premier de ses aspects grâce à un cyclotron, comportant : un bobinage, une pluralité de secteurs colline en matériau ferromagnétique, dans l'entrefer desquels le champ magnétique généré par le bobinage est orienté de façon à induire une trajectoire des particules autour de l'axe du cyclotron, ces secteurs colline étant séparés par des vallées, le bobinage s'étendant, entre au moins deux secteurs colline disposés de part et d'autre d'une vallée, en se rapprochant de l'axe du cyclotron, de façon à ce que selon l'axe de cette vallée, le champ magnétique auquel sont soumises les particules en cours d'accélération dans le cyclotron passe d'une polarité de même signe que dans les collines à une polarité inverse, quand le rayon augmente. Le cyclotron selon l'invention présente de nombreux avantages. Tout d'abord, l'agencement du circuit magnétique permet, si on le souhaite, de 5 prolonger les secteurs colline aux rayons inférieurs au rayon minimum du bobinage vers le centre du cyclotron, pour bénéficier d'une plus large plage radiale d'accélération des particules. L'utilisation d'un accélérateur en amont du cyclotron peut ainsi être évitée, ce qui simplifie l'installation et diminue son coût. Cela permet aussi de réaliser si on le 10 souhaite une multi-injection, comme détaillé plus loin, et d'augmenter l'intensité produite en sortie par le cyclotron. Par ailleurs, aux rayons supérieurs au rayon minimum du bobinage, le champ magnétique au niveau du plan médian dans les vallées s'inverse et devient négatif, ce qui permet d'accroître les propriétés de focalisation verticale permettant l'accélération du 15 faisceau jusqu'à des énergies élevées. Cette contribution du champ négatif le long des orbites est d'autant plus forte en l'absence des culasses de retour de flux des cyclotrons à secteurs séparés connus. De plus, l'emprise au sol est réduite, ou, à emprise au sol identique, cela permet d'éloigner davantage la trajectoire des particules de l'axe du cyclotron et ainsi 20 d'extraire plus facilement celles-ci, en particulier dans le cas d'une extraction en tours séparés. Les secteurs colline peuvent être sensiblement droits, non spiralés, ce qui permet de gagner en compacité et de disposer de davantage de place non seulement pour les cavités accélératrices radiofréquence mais aussi pour les autres composants du 25 cyclotron. Grâce à l'inversion du champ magnétique, les centres de courbure des trajectoires dans les vallées sont à l'extérieur de la machine, et la trajectoire des ions extraits est donc beaucoup plus courte. Dans le cas d'un épluchage électronique, notamment selon la réaction 30 142+ 2F1, la différence de masse entre H2+ et 1-1 et l'inversion du champ magnétique dans les secteurs vallée facilitent donc l'extraction du faisceau H+.

L'invention peut aussi permettre, notamment dans le cas d'un faisceau d'ions devant être extrait en tours séparés, d'éviter l'emploi d'un septum et de limiter ainsi des problèmes d'activation que cela entraîne. Eventuellement, dans un tel cas, aucune pièce nécessaire à la déviation du faisceau extrait n'est tenue de traverser le plan médian et l'insertion d'un écran de protection faiblement activable en graphite pour intercepter les particules qui divergent est facilitée. Le cyclotron comporte de préférence une alternance de secteurs colline et de secteurs vallée lorsque l'on se déplace circonférentiellement autour de l'axe du cyclotron. Toutefois, le nombre de secteurs vallée peut être moindre que celui de secteurs colline, par exemple moitié moindre, ce qui peut faciliter l'implantation des cavités accélératrices et rendre plus facile la fabrication des enroulements supraconducteurs. En présence de secteurs vallée, le bobinage comporte des portions qui sont communes à un secteur colline et à un secteur vallée adjacent. Le bobinage peut comporter, entre deux secteurs colline, deux portions convergeant en se rapprochant de l'axe du cyclotron, reliées entre elles à leur extrémité du côté de l'axe du cyclotron. Ces portions peuvent s'écarter du plan médian lorsque le rayon par rapport à l'axe du cyclotron diminue. Cela permet d'adoucir la transition entre les champs de polarités inverses, le long de l'axe d'une vallée. Le bobinage comporte de préférence deux enroulements disposés de part et d'autre du plan médian. Chaque enroulement, encore appelé bobine, s'étend de préférence sur une révolution complète autour de l'axe du cyclotron. Chaque enroulement peut présenter des portions concaves vers l'extérieur, disposées entre les secteurs colline, et des portions disposées le long de la périphérie radialement extérieure des secteurs colline, concaves vers l'intérieur. La présence de portions de concavités opposées peut faciliter la compensation des contraintes thermiques et mécaniques induites par le refroidissement de l'enroulement à une température supraconductrice d'une part, et améliorer la répartition des forces magnétiques sur la structure d'autre part. Comme indiqué plus haut, les secteurs colline peuvent s'étendre radialement vers l'axe du cyclotron plus loin que le rayon auquel le champ magnétique s'inverse dans les vallées afin de participer à l'accélération des particules à faible énergie.

Au moins un secteur colline peut s'étendre radialement vers l'axe du cyclotron moins loin que les autres. Cela permet de disposer d'au moins un secteur colline en retrait, dégageant un espace où une source d'ions peut être disposée, cette source étant interne, ou facilitant l'injection des ions dans le cas d'une source externe.

Le cyclotron peut être à injection multiple, notamment dans des zones ménagées par l'absence de secteur colline, du fait de la moindre extension vers l'axe du cyclotron de certains secteurs colline. Cela permet de mieux utiliser l'espace au sein du cyclotron et d'obtenir une intensité plus élevée. L'invention convient tout particulièrement à une extraction par séparation de tours du fait de l'absence de culasse de retour des secteurs, comme expliqué plus haut. En effet l'absence de culasse de retour en périphérie des secteurs colline permet d'obtenir un champ magnétique inverse plus intense aux grands rayons dans les vallées. Des secteurs de vallée peuvent également être utilisés pour encore renforcer cet effet, jouant ainsi le rôle des culasses de retour classiques en canalisant le flux magnétique mais en le faisant dans une zone où ce champ inverse est utile à la dynamique du faisceau, c'est-à-dire dans les zones des vallées où l'on utilise un champ inversé, soit pour la focalisation verticale du faisceau, soit pour faciliter l'extraction. Contrairement à des culasses de retour traditionnelles, ces secteurs de vallée présentent donc un entrefer au moins partiel au niveau du plan médian pour laisser passer le faisceau accéléré et éventuellement le faisceau extrait. Le cyclotron peut comporter un canal d'extraction situé entre deux secteurs colline adjacents, notamment un canal d'extraction produisant une bosse de champ magnétique. Ce canal est ouvert au plan médian entre la dernière orbite interne et l'orbite extraite. Par exemple, il peut être formé de barres d'un matériau ferromagnétique ou de barres parcourues par un courant. La perturbation d'harmonique magnétique qu'il peut éventuellement générer doit être limitée et corrigée, mais la perturbation résiduelle peut faciliter l'extraction en induisant une légère précession des derniers tours. Le cyclotron peut comporter un secteur vallée ayant une partie rapprochée du plan médian d'entrefer dans la zone d'extraction. Cela permet d'accroître localement le champ magnétique le long de l'orbite extraite. Le cyclotron peut notamment être de type isochrone. L'énergie du faisceau de sortie est de préférence supérieure ou égale à 60 MeV, voire 1000 ou 1500 MeV.

L'invention a encore pour objet, indépendamment ou en combinaison avec ce qui précède, un cyclotron comportant une pluralité de secteurs en matériau ferromagnétique, dont des secteurs colline et éventuellement des secteurs vallée situés où le champ magnétique est inverse de celui des secteurs colline, au moins un secteur colline se prolongeant vers l'axe du cyclotron moins que les autres secteurs colline pour définir au moins une zone d'injection, et de préférence une pluralité de zones d'injection, ces zones d'injection étant de préférence encore réparties équiangulairement autour de l'axe du cyclotron. L'invention a encore pour objet, indépendamment ou en combinaison avec ce qui précède, un cyclotron comportant une pluralité de secteurs en matériau ferromagnétique, dont des secteurs colline et éventuellement des secteurs vallée situés où le champ magnétique est inverse de celui des secteurs colline, les secteurs vallée s'étendant moins loin vers le centre du cyclotron que les secteurs colline. Description détaillée L'invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'exemples de mise en oeuvre non limitatifs de celle-ci, et à l'examen du dessin annexé, sur lequel : la figure I illustre un cyclotron selon l'art antérieur, la figure 2 représente, de façon schématique en perspective, un exemple de cyclotron selon l'invention, la figure 3 représente isolément les enroulements du cyclotron de la figure 2, - la figure 4 illustre la polarité des champs magnétiques dans l'exemple des figures 2 et 3, les figures 5 et 6 sont des vues respectivement analogues aux figures 2 et 4 d'une variante de réalisation du cyclotron, - la figure 7 représente l'évolution du champ magnétique en fonction du rayon à différents emplacements dans le cyclotron de la figure 2, ainsi que l'évolution de la distance du secteur colline au plan médian, la figure 8 représente un détail de réalisation du cyclotron de la figure 5 au niveau de la zone d'extraction, dans le cas d'une extraction à tours séparés, - la figure 9 est une coupe de la figure 8 dans l'axe du secteur vallée, et - la figure 10 représente l'évolution du champ magnétique dans la zone d'extraction de la figure 8 et dans le plan médian d'entrefer, en fonction du rayon, - la figure 11 illustre un exemple de multi-injection d'ions 112±, et - la figure 12 illustre une extraction par épluchage H2 H+, dans une vallée. Le cyclotron 1 conforme à l'invention, représenté à la figure 2, est plus particulièrement destiné à l'accélération d'ions H2±, mais l'invention n'est pas limitée à un type d'ions particulier en entrée de l'accélérateur ni en sortie de celui-ci. Le cyclotron 1 présente une construction dite à secteurs séparés, avec en l'espèce une pluralité de secteurs magnétiques de colline 2 et de secteurs magnétiques de vallée 3. Les secteurs colline 2 ou vallée 3 définissent chacun un entrefer, sous vide, dans lequel se propage le faisceau de particules accélérées, le cyclotron présentant globalement une structure symétrique par rapport à un plan médian d'entrefer. Les secteurs de colline 2 sont disposés de façon écartée les uns des autres dans le sens circonférentiel, ménageant entre eux les vallées dans lesquelles sont disposés les secteurs vallée, dans l'entrefer desquels le champ magnétique est d'orientation inverse de celui régnant dans l'entrefer des secteurs colline. Les secteurs vallée peuvent être interrompus à mi-largeur pour permettre de disposer dans cet espace les cavités accélératrices HF.

Les secteurs, qu'ils soient colline ou vallée, sont réalisés dans un matériau ferromagnétique tel que du fer et le champ magnétique est créé à l'aide d'un bobinage comportant, dans l'exemple considéré, deux enroulements supraconducteurs 5 disposés respectivement au-dessus et en dessous du plan médian. Chacun des enroulements 5 est contenu dans un cryostat et comporte des spires, qui s'étendent continûment sur toute la circonférence du cyclotron 1 selon un trajet qui permet à une portion 6 du bobinage, commune à deux secteurs 2 et 3 adjacents, de générer, lorsque parcourue par un courant électrique, à la fois une partie du champ magnétique d'entrefer dans le secteur colline 2 et une partie du champ magnétique d'entrefer dans le secteur vallée 3, ces champs magnétiques étant de polarités inverses, comme illustré à la figure 4. Dans l'exemple considéré, chaque portion commune 6 s'écarte, en se rapprochant de l'axe X du cyclotron, du plan médian ; cette orientation des portions communes 6 permet de diminuer le champ magnétique dans les secteurs vallée en rapprochement du centre du cyclotron, ce qui permet d'obtenir une augmentation progressive en valeur absolue de l'intensité du champ magnétique quand le rayon augmente ; cela facilite également l'introduction dans l'espace ménagé entre deux secteurs colline 2 adjacents, d'une cavité accélératrice HF, dont seule l'une d'entre elles, portant la référence 8, a été représentée à la figure 2 dans un souci de clarté du dessin. Ces cavités accélératrices sont connues en elles mêmes et peuvent être de type « mono gap » ou « double gap », par exemple telles que décrites dans la publication M.Bopp & al. « Upgrade concepts of the PSI accelerator RF systems for a projected 3mA operation », 16th international conference Cyclotrons and their Applications 2001. La configuration du cyclotron peut faciliter la fixation des enroulements 5 au niveau des portions 12 des enroulements situées aux plus bas rayons dans la machine, en bout de deux portions consécutives 6, ces portions 12 des enroulements 5 pouvant dépasser des secteurs 2 vers le haut ou vers le bas Le cyclotron 1 peut comporter entre 2 et n cavités accélératrices HF pour une machine de n périodes magnétiques. Le nombre de secteurs colline est compris entre 3 et n. Le nombre de secteurs vallée peut être égal au nombre de secteurs colline, ou moindre. Il peut ne pas y avoir de secteurs vallées, puisque la contribution des enroulements 5 au champ magnétique dans cette zone des vallées est négative. Les secteurs de vallée présentent néanmoins l'avantage, lorsque présents, de renforcer l'intensité du champ dans cette zone. On a représenté à la figure 7 un exemple de profil de secteur colline dans l'axe de celui-ci. On voit que la distance du secteur colline au plan médian varie en fonction du rayon de façon à faire croître de façon adéquate le champ dans l'entrefer. On a également représenté le champ magnétique dans le plan médian d'entrefer dans l'axe d'un secteur colline et dans l'axe V d'une vallée. L'évolution du profil des secteurs colline et vallée est choisie de façon à ce que le champ magnétique résultant convienne à l'accélération des particules. On voit que dans l'exemple considéré, à un peu plus de 4 m de l'axe X, le champ dans l'axe d'une vallée s'inverse progressivement. L'évolution de la distance au plan médian en fonction du rayon du secteur colline dépend de l'évolution de la distance au plan médian de l'enroulement 5 en fonction du rayon.

La distance au plan médian du secteur colline 2, en partant du centre, peut par exemple décroître, passer par un premier minimum relatif, croître, passer par un premier maximum relatif, puis décroître, atteindre un deuxième minimum relatif, puis croître à nouveau.

Dans l'exemple de la figure 5, à la différence de l'exemple de la figure 2> chaque enroulement 5 se prolonge davantage vers l'axe X du cyclotron. Aussi bien pour l'exemple de la figure 2 que celui de la figure 5, la présence dans la région centrale du cyclotron d'un champ de polarité positive, rend celui-ci utilisable pour accélérer le faisceau de particules. L'accélérateur permet alors de bénéficier d'une large plage de variation de diamètre pour effectuer l'accélération. Cela peut notamment éviter d'avoir à accélérer les particules avant de les injecter dans le cyclotron, contrairement à la solution connue, représentée à la figure 1. L'injection des particules à accélérer dans un cyclotron selon l'invention peut s'effectuer de diverses façons. Il peut être intéressant qu'au moins l'un des secteurs colline ne s'étende pas aussi loin que les autres vers l'axe X, de façon à ménager un espace pour y installer un injecteur ou une source interne. Il est préférable de réaliser une multi-injection, avec des points d'injection équirépartis angulairement autour de l'axe X du cyclotron et par exemple ne pas prolonger en direction de l'axe X un secteur colline sur deux de façon à ménager des espaces pouvant accueillir chacun un injecteur ou une source interne. Dans ces conditions, le cyclotron peut accélérer simultanément plusieurs faisceaux injectés en ces emplacements, ce qui peut permettre de gagner en intensité compte-tenu des problèmes de charge d'espace à l'injection. La figure 11 illustre un exemple de multi-injection. Chaque enroulement 5 dispose de son propre cryostat ou les deux enroulements 5 sont logés dans un même cryostat. Un cryostat permet de maintenir le matériau supraconducteur à une température supraconductrice. Ce matériau est, de façon connue en soi, au contact d'une semelle de cuivre qui permet de conduire le courant électrique lors de la sortie de l'état supraconducteur. Dans la région périphérique du cyclotron, au niveau des portions 13 des enroulements 5 des secteurs colline 2, les cryostats des enroulements 5 supérieur et inférieur peuvent se rejoindre, ce qui peut conduire à n'avoir qu'un seul cryostat. L'extraction des particules d'un cyclotron selon l'invention peut s'effectuer de diverses façons.

Une première technique d'extraction est d'utiliser un éplucheur électronique, ce qui peut être utile par exemple lorsque les particules accélérées sont des ions H2÷. Au passage de l'éplucheur électronique, les ions H2+ peuvent être transformés en ions H± qui, du fait de leur moindre masse, suivent une trajectoire de courbure différente dans le champ magnétique, comme illustré à la figure 12. L'éplucheur peut être placé à la sortie d'un secteur colline de façon à ce que le faisceau F1 soit dévié vers l'extérieur du cyclotron et canalisé ensuite de façon adaptée hors du cyclotron. Le cyclotron selon l'invention peut également convenir à une extraction dite à tours séparés, en faisant en sorte que deux trajectoires consécutives soient décalées radialement suffisamment pour permettre la déviation du faisceau sur son dernier tour. Pour ce faire, il peut être avantageux de disposer, comme illustré aux figures 8 et 9, du côté radialement intérieur du secteur vallée utilisé pour l'extraction, un jeu de barres 15, 16 en matériau ferromagnétique, dont deux barres 15 plus larges, qui créent entre elles un canal d'extraction, ces barres 15 étant précédées en se rapprochant de l'axe X d'une série de barres perturbatrices 16 de correction d'harmoniques, disposées de façon à donner au champ magnétique le profil recherché. Une telle disposition permet de créer une bosse du champ magnétique inverse pour donner de la courbure au faisceau extrait, contrairement au cas classique où le champ magnétique n'est pas inversé dans lequel il faudrait créer un creux de champ magnétique ou un champ électrique radial en introduisant des pièces dans le plan médian entre le faisceau extrait et la dernière orbite interne pour créer la courbure du faisceau extrait. La solution illustrée est une solution de canal passif, mais des solutions comportant des éléments de canal actifs pourraient être mises en oeuvre. On a représenté à la figure 10 le résultat d'une simulation du champ magnétique dans le plan médian en fonction de la distance à l'axe X, faisant apparaître la perturbation locale induite par la présence du jeu de barres 15 et 16 de la figure 9. Dans la zone d'extraction, le secteur vallée 3 peut présenter un décrochement 20 vers le plan médian, de façon à former une partie rapprochée permettant d'aceroître localement l'intensité du champ magnétique inverse, et ainsi d'incurver davantage la trajectoire des particules pour faciliter leur sortie. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de cyclotrons qui viennent d'être décrits.

Bien que l'invention s'applique tout particulièrement aux cyclotrons supraconducteurs, l'invention peut néanmoins trouver un intérêt dans les cyclotrons non supraconducteurs. L'invention n'est pas limitée à l'accélération d'ions de type H+ ou H2± et s'applique à l'accélération d'autres ions, notamment des ions plus lourds avec extraction par modification de l'état de charge. Les particules accélérées à l'aide d'un cyclotron selon l'invention peuvent être utilisées dans de nombreuses applications, par exemple la fabrication d'isotopes radioactifs en dirigeant le faisceau vers une cible ou pour alimenter un réacteur nucléaire sous-critique piloté par accélérateur, dit « ADS ». L'expression « comportant un » doit être comprise comme étant synonyme de « comportant au moins un ».

Claims (17)

1. REVENDICATIONS1. Cyclotron (1), comportant - un bobinage, - une pluralité de secteurs colline (2) en matériau ferromagnétique, dans l'entrefer desquels le champ magnétique généré par le bobinage est orienté de façon à induire une trajectoire des particules autour de l'axe (X) du cyclotron, ces secteurs colline étant séparés par des vallées, le bobinage s'étendant, entre au moins deux secteurs colline disposés de part et d'autre d'une vallée, en se rapprochant de l'axe du cyclotron, de façon à ce que selon l'axe (V) de cette vallée, le champ magnétique auquel sont soumises les particules en cours d'accélération dans le cyclotron passe d'une polarité de même signe que dans les collines à une polarité inverse, quand le rayon augmente.
2. 2. Cyclotron selon la revendication 1, comportant des secteurs vallée (3) en matériau ferromagnétique disposés là où le champ magnétique est d'orientation inverse de celui régnant dans l'entrefer des secteurs colline.
3. 3. Cyclotron selon la revendication 2, les champs magnétiques dans un secteur colline et dans un secteur vallée consécutifs étant générés au moins partiellement 20 par une portion (6) de bobinage, commune à ces secteurs (2, 3).
4. 4. Cyclotron selon l'une revendications 2 et 3, comportant une alternance de secteurs colline (2) et de secteurs vallée (3) lorsque l'on se déplace circonférentiellement autour de l'axe (X) du cyclotron.
5. 5. Cyclotron selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, le nombre de 25 secteurs vallée (3) étant moindre que celui des secteurs colline (2).
6. 6. Cyclotron selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, les secteurs colline (2) s'étendant radialement vers l'axe (X) du cyclotron plus loin que le rayon auquel le champ magnétique s'inverse dans les vallées.
7. 7. Cyclotron selon l'une quelconque des revendications précédentes, le 30 bobinage étant supraconducteur.
8. 8. Cyclotron selon l'une quelconque des revendications précédentes, 1 bobinage s'étendant sur une révolution complète autour de l'axe (X) du cyclotron.
9. 9. Cyclotron selon l'une quelconque des revendications précédentes, le bobinage comportant entre deux secteurs colline (2) au moins une portion (6) s'étendant en s'éloignant du plan médian, lorsque l'on se rapproche de l'axe (X) du cyclotron.
10. 10. Cyclotron selon l'une quelconque des revendications précédentes, au moins un secteur colline (2) s'étendant radialement vers l'axe (X) du cyclotron moins loin que les autres.
11. 11. Cyclotron selon l'une quelconque des revendications précédentes, étant à injection multiple, notamment dans des zones ménagées par l'absence de secteur colline (2), du fait de la moindre extension vers l'axe (X) du cyclotron de certains secteurs colline.
12. 12. Cyclotron selon l'une quelconque des revendications précédentes, étant à injection de 1-12± et formation de ff.' par épluchage électronique ou à injection de fr et extraction de 11 par séparation de tours.
13. 13. Cyclotron selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant un canal d'extraction situé entre deux secteurs colline (2) adjacents, notamment un canal d'extraction formé entre deux barres (15) d'un matériau ferromagnétique ou parcourues par un courant, ces deux barres étant notamment disposées entre les deux secteurs colline (2) .
14. 14. Cyclotron selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant un secteur magnétique disposé dans une vallée là où le champ magnétique est inverse de celui régnant dans l'entrefer des secteurs colline, ayant une partie (20) rapprochée du plan médian d'entrefer, dans une zone d'extraction.
15. 15. Cyclotron selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant un écran en graphite disposé dans l'entrefer.
16. 16. Cyclotron (1) comportant - une pluralité de secteurs en matériau ferromagnétique, dont des secteurs colline (2) et éventuellement des secteurs vallée (3) où le champ magnétique est inverse de celui des secteurs colline, au moins un secteur colline (2) se prolongeant vers l'axe (X) du cyclotron moins que les autres secteurs colline pour définir au moins une zone d'injection, et de préférence une pluralité de zones d'injection, ces zones d'injection étant de préférence encore réparties équiangulairement autour de l'axe (X) du cyclotron.
17. 17. Cyclotron comportant une pluralité de secteurs en matériau ferromagnétique, dont des secteurs colline (2) et des secteurs vallée (3) où le champmagnétique est inverse de celui des secteurs colline, au moins un secteur vallée (3) présentant un décrochement (20) vers le plan médian dans une zone d'extraction du faisceau, des barres (15, 16) perturbatrices du champ magnétique étant de préférence disposées entre les deux secteurs colline (2) adjacents audit secteur vallée (3).