SU766048A1 - Импульсна нейтронна трубка - Google Patents

Description

1

Предлагаемое изобретение относитс  к радиационной технике, а конкретно к малогабаритным устройствам дл  генерации импульсных нейтронных потоков , широко используемых в различных област х прикладной  дерной физики, в особенности, в  дерной геофизике.

Известны малогабаритные отпа нные нейтронные трубки, в которых нейтроны образуютс  при взаимодействии ускоренных дейтронов с твердой мишенью, содержащей изотоп водорода . Эти трубки содержат систему цилиндрических соосных ускор ющих электродов, внутри одного из которых (анода) расположен ионный источник, а внутри другого (катода) перпендикул рно оси сие-. темы, нейтрбн бобразующа  мишень. Минимальный диаметр таких трубок -3-4 см, что позвол ет их ;исполъзовать например, при нейтронном каротаже скважин. Поток генератора на базе таких трубок не превышает Ю нейтр. . в секунду. Повышение потока Boavfожно

лишь за счет увеличени  радиальных размеров. Использование лазерного ионного источника с лучшими эмиссионными характеристиками неэ(})фективно в трубках с малым диаметром (3-4 см) из-за ограничени , накладываемого на плотность тока ускор емых дейтронов законом трех вторых .

,дИзвестна импульсна  нейтронна 

трубка, котора  может быть выбрана в качестве прототипа Т2. Она содержит в отпа нном объеме систему цилиндрических ускор ющих электродов, разме ,5 щенных коаксиально по отношению друг , к другу. Внутри подо.го анода находитс  искровой ионный источник, на внутренней поверхности катода, охватьюающего анод, размещена нейтроно-образующа  мишень,

20 а перед ней сетчатый электрод дл 

Claims (2)

1. подавлени  электронной эмиссии с анода. Вакуум в трубке поддерживаетс  системой нераспыл емых газопоглотителей. Поток трубки при ускор ющем напр жении -2ОО кВ может дсюптгать Ю нейтр/с. Диаметр трубки ,5 см. Уменьшение диаметра этой трубки возможно лишь за счет увеличени  площади поверхности плазмы, с которой извлекаютс  ионы, в соответствии с законом трех вторых. При этом можно наде тьс , что нейтронный поток будет оставатьс  на прежнем уровне. Однако это приведет к уменьшению пробойной прочности трубки и увеличению ее длины, что сделает практически невозможным использование прибора в малогабаритной аппаратуре, а также пр напр жении л. 200кВ,| позвол ющим дос тигать потоки л 10 нейтр/с. Цепь предлагаемого изобретени  уменьшение радиального размера трубк Поставленна  цель достигаетс  тем, что вне корпуса трубки и соосно с ним расположена секци  кольцевых магнитных элементов полностью охватывающи электродную систему, при этом граница обпж;ти ускорени  составл ет с осью магнитных элементов пр мой уГол. Возможность уменьшени  радиуса нейтронной трубки при сохранении вели чины нейтронного потока обусловлена следующим. Магнитное поле, создавабэи кольцевыми элементами в анодной области формирует на выходе анода плазменный поток с высокой плотностью дейтронов направленный вдоль оси элек родов. В то же врем  магнитное поле преп тствует движению электронов от катода к аноду и плазменному потоку, наход щемус  под потенциалом анода. Така  изол ци  электронов повышает электрическую прочность межэлектрод- ного промежутка, подаоп ет увеличить плотность тока ионов, извлекаемых из плазмы, а так же исключить из конструкции трубки антидинатронный элект род. Все это дает возможность эффектив ускор ть большую часть дейтронов до энергий 2ОО каВ в трубке с диаметро см и получать при этом потоки . Предлагаемое устройство по сн етс  чертежом, где изображена импульсна  нейтронна  трубка в случае использова ни  в ней лазерного ионного источника Трубка состоит из цилиндрического металлостекл нного корпуса 1 с оптическим вводом 2, цилиндрического катода 3,  вл ющегос  частью корпуса и внут ренн   поверхность которого насьгшена т желым изотопом водорода, цилиндри84 ческого анода 4, часть которогмэ охватываетс  катодом и внутри которого расположена плазмообразующа  мишень 5 ионного источника, газопоглотителей 6 и секции кольцевых магнитных элементов 7. Трубка работает следующим образом. Сфокусированное лазерное излучение вводитс  через оптический ввод 2 и воздействует на поверхность мишени 5 ионного источника. Образовавша с  лазерна  плазма с ионами дейтери , расшир  сь , заполн ет внутрианодное пространство . Синхронно с образованием плаэмы между анодом 4 и катодом 3, с помощью внешнего источника высокого напр жени , создаетс  ускор ющее элект рическое поле. Магнитное поле создаетс  электродов с помощью кольцевых элементов /посто нных магнитов или соленоидов/. Это поле в области образо- вани  и расширени  плазмы фокусирует ее вдоль оси трубки, образу  направленный поток плазмы, истекающий из анода ао внутрикатодную область, где с боковой поверхности плазмы происходит извлечение и последующее ускорение ионов к катоду . Обратныйток электронов, вызываемый автоэлектронной, взрывной или вторичной эмиссией подавл етс  магнитньп 1 полем, не нагружает источник ускор ющего 1|апр жени  и не вызывает быстрого пробо  ускор ющего промежутка. Ускоренные дейтроны бомбардируют внутраннюю поверхность катода, вызыва  в результате  дерной реакции поток быстрых нейтронов. Аналогичным образом работает трубка при использовании в ней ионного и6точника другого типа, например, искрового , только в этом случае конструкци  содержит дополнительные электрические вводы дл  питани  ионного источника, кроме того отсутствует оптический ввод. Предлагаемое изобретение позволит существенно уменьшить радиальные размеры излучателей нейтронов цри сохранении нейтронного потока. Это обсто тельство даст возможность расширить применение нейтронных генераторов в рудной геофизике, увеличить разрешающую «способность нейтронного каротажа нефт ных и газовых скважин. Кроме того можно повысить эффективность нейтронного активационного анализа и инженерно-физических исследований в реакторостроении Формула изобретени  Импульсна  нейтронна  трубка, содержаща  вакуумный корпус, систему 576 цилиндрических ускор ющих электродов, ионный источник, расположенный внутри одного из этих электродов, нейтроно-обрааующую мишень, расположенную на внутренней псдаерхности другого электрода, отличающа с  тем, что, с делью уменьшени  радиального размера трубки, вне корпуса и соосно с ним расположена секци  кольцевых магнитных .. ..,, ...сп.11л iiuviDucDjMA MaitiMiTibix элементов, полностью охватывающих электродную систему, при этом границы 8 области ускорени  составл ют с осью магнитных эпементов пр мой угол. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Сборник Скважинные генераторы нейтроне , М.,ОНТИ ВНИИЯГГ, 1973,с .81.
2. 2.Беспалов Д. Ф. и др. В сб. Ядерно-геопогнческие исследовани  в -nutjptiir-iwj iurn4eciuie исследовани  в обсаженных скважинах , труды ВНИИЯГТ вып 23, М., 1975.с. 142 (прототип).