Canon à électrons Cavité de groupement
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LINAC:_canon_à_électrons,_cavité_de_groupement_et_modulateur Schéma d'un LINAC Canon à électrons La principale fonction du canon à électron est de produire des électrons afin qu'ils puissent êtres accélérés dans la section accélératrice du LINAC. On note aussi que le canon à électron est un tube à vide très résistant, fait en céramique. Le vide qui règne dans ce tube a pour fonction de faciliter le déplacement des électrons afin d?éviter toute interaction avec autres molécules présentes. On peut diviser le canon à électron en trois parties : la cathode (filament de tungstène), la grille de commande et l?anode (cible). [1] Cathode La cathode, chargée négativement, est un filament de tungstène «relié au pôle négatif de la haute tension. » [2] Ce filament est chauffé par un fort courant électrique grâce au modulateur et ce jusqu?à incandescence pour arriver à produire des électrons. Le courant crée l?effet thermoïonique qui fait vibrer les électrons des atomes, qui seront attirés vers l?anode. Sans l?effet thermique, les électrons n?auront pas assez d?énergie cinétique pour s?extraire, d?où l?importance d?avoir une haute tension. Anode L?anode est une plaque chargée positivement. C'est pourquoi elle peut attirer les électrons qui eux, sont chargés négativement. L'anode possède une différence de potentiel supérieure à celle de la cathode, ce qui permet de créé un grand courant d'électrons et ainsi faciliter le passage de ceux-ci vers la grille de commande. Notamment, la différence de potentiel entre la cathode et l?anode créer un champ électrique qui mènera a l?élaboration d?une force, celle-ci étant la force attractive. C?est grâce à la combinaison de la force attractive et la charge positive de l?anode que les électrons sont mis en action. Grille de commande La grille de commande consiste en une électrode disposée entre la cathode et l?anode. Sa principale fonction est de concentrer les électrons en un point de sorte que ceux-ci puissent franchir l'ouverture de l'anode. Ce mouvement est rendu possible grâce au champ électrique variant de positif à nul à l?intérieur du canon à électron. Quand le champ électrique est positif, la grille de commande attire les électrons et quand le champ est nul, les électrons peuvent se rendre jusqu?à l?anode. Cavité de groupement La principale fonction des cavités de groupement est de regrouper les électrons en paquets. Les électrons provenant tout juste de l?anode, arrivent aux cavités de groupement en un flux continu. Le champ électrique qui règne dans ces cavités sera appliqué aux électrons par alternance de phases nulles, positives et négatives. Chaque phase entraîne un effet différent sur les électrons. Par exemple, la phase négative ralentit les électrons. La phase nulle, quant à elle, n?a aucun effet sur les électrons. Enfin, la phase positive permet l?accélération des électrons. C?est dû à ces alternances de phases que les électrons arrivants dans un flux continu dans les cavités de groupement peuvent en ressortir regroupés. Voici un court exemple pour aider à la compréhension : un premier électron arrive dans les cavités de groupement en phase Canon à électrons 1 LINAC:_canon_à_électrons,_cavité_de_groupement_et_modulateur négative; celui-ci sera donc décélérer. Par la suite, un second électron arrive en phase nulle; celui-ci ne sera ni ralenti ni accéléré. Il gardera donc sa vitesse initiale. Un troisième électron arrive à son tour lors de la phase positive; celui-ci verra sa vitesse accélérée. À cet effet, le deuxième électron rattrapera le premier puisque sa vitesse est moindre que le deuxième, alors que le troisième électron rattrapera les deux autres en raison de son accélération. C?est ainsi que se produit le groupement des électrons. La présence des cavités de groupement apporte plusieurs avantages, dont le fait que tous les électrons arrivent à la section accélératrice avec l?énergie souhaitée. Les électrons n?ayant pas l?énergie souhaitée sont considérés comme une perte et engendreraient des désavantages tels que, l?interaction avec les parois, ce qui causerait une production de chaleur non souhaitée et la détérioration du vide. Modulateur «Le modulateur fonctionne [?] comme un système qui emmagasine et restitue de l?énergie sur commande.» Le modulateur génère un courant haute tension permettant d?alimenter toutes les composantes de l?accélérateur linéaire, dont le magnétron ou le klystron (dépendamment du type d?appareil). De plus, il sert à chauffer le filament de la cathode du canon à l?électron. D?ailleurs, on le surnomme le «chef d?orchestre», car il synchronise les composantes du LINAC entre elles. [3] Référence 1. ? http://fr.wikipedia.org/wiki/Canon_à_électrons. 2. ? DILLENSERGER, J.-P., MOERSCHEL, E., Guide des technologies de l?imagerie médicale et de la radiothérapie, Éd. Masson, France, 2009. 3. ? http://radiotherapie-tenon.aphp.fr/les-techniques-de-traitement/les-accelerateurs-lineaires-2/. Cavité de groupement 2
