SU545227A1 - Способ получени нейтронов - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НЕЙТРОНОВ, при котором образуют плазменнуюструю, воздейству  на дейтеросодер- жащую мишень электромагнитным излучением с плотностью не более 10^*Вт/см^ и провод т  дерную реак- дию с образованием нейтронов в нейтронной мишени, отличающий- с   тем, что, с целью повышени  интенсивности нейтронного выхода, на нейтронную мишень направл ют непосредственно плазменную струю, а параметры излзгчени  удовлетвор ют условию• чдЬ10«Вт,где /\ - длина волны излучени ,q - плотность потока излучени , S

Description

:д 4 сд to го -J Изобретение относитс  к области генерировани  нейтронных потоков посредством  дерных реакций и может быть использовано дл  целей нейтронной физики, активационного анализа, исследовани  характеристик  дерных реакторов, а также в  дерной геофизи ке и радиационной терапии. Известен способ получени  нейтрон-ю о, ных потоков, заключающийс  в том, что ускоренные внешним электрическим полем ионы водорода или дейтери  бомбардируют мишень, содержащую легкие элементы (дейтерий, тритий, литий и т.д.), вызыва  реакцию срыва (d, п) или реакцию обмена (р, п). Выходнейтронов в этом случае определ етс  энергией взаимодействующих частиц, типом реакции, количеством актов взаимодействи  в единицу времени (током частиц), а также свой ствами пучка и мишени. Наиболее широ кое применение ползгчили реакции :Д (d, п) 3 Не и Т (d, п) 4 Не, которые при сравнительно небольшой энергии дейтронов (100 кэВ), бомбардирующих тритиевую или дейтериевую мишень , позвол ют получать значительны потоки нейтронов. В этом случае дейт роны выт гиваютс  внешним электрическим полем из области высокочастотного , дугового или пеннинговского разр да и затем ускор ютс  внешним электрическим полем к мишени, излучающей быстрые нейтроны. Известен способ получени  нейтронов ,, при котором образуют плазменную струю, воздейству  на дейтеросодержащую мишень электромагнитным излучением с .плотностью потока излучени  не более 10 Вт/см , и провод т  дерную реакцию с образованием нейтронов в нейтронной мишени посред ством выт гивани  из плазменной струи 45

зар женных ионов, ускорени  их до необходимой энергии и направлени  на нейтронную мишень.

Однако, преимущества лазерного плазменного источника ионов (большое количество ионов, направленность разлета плазменного сгустка), используемого в генераторе нейтронов, практически трудно реализовать дл  получени  высокой плотности потока нейтронов . Это св зано с ограничением величины тока ионов, выт гиваемых внешним полем из плазмы, что определ етс  образованием при этом объемноизлучени . Сильный разогрев приграничной области и наличие градиента плотности в плазме привод т к по влению локальных электрических полей, способных ускор ть ионы до энергии кэВ/нуклон в квазинейтральном плазменном сгустке. Параметры плазмы при этом таковы, что преимущественное направление ее разлета совпадает с нормалью к плоскости лазерной мише5 ни. Образование плазмы с требуемой дл   дерных реакций энергией ее ионной компоненты происходит в области с характерным размером v I мм, соот2 го зар да. Аналитическое выражение этого ограничени  известно как закон, Чайлда-Ленгмюра, определ ющего плотность тока насыщени  при заданном напр жении. Расчеты и измерени  показывают, что возможный поток дейтонов лазерного источника ионов может существенне менее чем на.пор док величины. превосходить способность указанного внешнего пол  ( кВ), выт гивать и ускор ть поток ионов. Более полное использование ионов лазерной плазмы в этом случае, а следовательно , и больший выход нейтронов можно получить лишь за счет увеличе- . ни  размеров самого генератора и размеров ионной мишени. При этом неизбежно уменьшитс  плотность потока нейтронов. Кроме того, использование внешнего электрического напр жени  около 100 кВ и, тем более, повьшгение его затрудн ют применение способаs привод т к увеличению размеров источника . Целью изобретени   вл етс  повышение интенсивности нейтронного выхода . Поставленна  цель достигаетс  тем, что на нейтроннзто мишень направл ют непосредственно плазменную струю, а параметры излучени  удовлетвор ют условию  Д 7 , где /1 длина волны излучени , а q - плотность потока излучени . Така  возможность обусловлена тем, что при воздействии мощного злектромагнитного излучени  на дейтеросодержащую мишень, образующа с  плазма эффективно поглощает энергию излучени  в приграничной области, причем эффективность этого поглощени  возрастает с увеличением длины волны 354 ветствующим нескольким диаметрам п тна фокусировки излучени  .на мишень. Направленный разлет квазинейтрального плазменного сгустка и отсутствие внешнего электрического пол  позвол ют использовать практически все высбкоэнергетические дейтоны дл  последующего получени  нейтронов. Возможность получени  значительного количества таких дейтонов (Ю 10 имп.- ) и небольшие размеры плазмообразующего источника способствуют получению интенсивных нейтронных по- ps токов при высокой степени точечности нейтронного источника (с характерным размером 1 см). Описанные вьше преимущества пред-, лагаемого способа позвол ют получать плотность потока нейтронов, существенно превышающую (не менее чем на пор док величины) плотность потока известного способа генерации нейтронов с использованием ускорени  ионов внешним электрическим полем. Современные достижени  лазерной техники, в частности, СО -лазеров, указывают на реальность осуществлени  предлагаемого способа. Отсутствие внещних высоковольтных полей приведет к улучшению условий техники безопасности по сравнению с известными способами генерации быстрых нейтронов.

Claims (1)

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НЕЙТРОНОВ, . при котором образуют плазменную струю, воздействуя на дейтеросодержащую мишень электромагнитным излучением с плотностью не более Ю^Вт/см^2, и проводят ядерную реакцию с образованием нейтронов в нейтронной мишени, отличающийс я тем, что, с целью повышения интенсивности нейтронного выхода, на нейтронную мишень направляют непосредственно плазменную струга, а параметры излучения удовлетворяют условию q А² 7 10*Вт, где 3 ~ длина волны излучения, q - плотность потока излучения.

   ;л сл ю ю