Свердловинна газонаповненна нейтронна трубка

Изобретение относится к ускорительной технике и нейтронной физике. Цель изобретения - увеличения ресурса трубки при сохранении нейтронного выхода. Яа счет оптимизированных Изобретение относится к ядерной технике, в частности к малогабаритным запаянным нейтронным трубкам, и предназначено для генерирования потоков быстрых нейтронов. Целью изобретения является увеличение ресурса трубки при сохранении нейтронного выхода. На чертеже показана схематически нейтронная трубка. Трубка состоит из метялло-стеклян* ного корпуса 1, цоколя с вводами, через которые подается напряжение накала на хранилище 2 тритий-дейтериеэой смеси, а такке потенциалы на 32-90 •элементов конструкции пенниигорского ионного источника и системы формирования ускорения Д-Т пучков срок службы нейтронной трубки увеличивается. Это достигается тем, что радиусы г,, г 2 , Гд,трехступенчатой полости, расположенной между ионным источником и ускоряющим электродом, радиус г с отверстия в антикатоде, внутренний радиус г - анода, , расстояние 1, между диафрагмами, длина 12. анода иончого источника и длина d ускоряющего зазора связа ны меяут;у собой соотношениями: г ( = i-3; 2/3 £ Г 4 / г 2 £ 5 / 6 ; 0,3 £ г^/г, 6 ^ 0 , 7 ; 0 , 5 6= rz/\i± /r2 £ с 1/7 5 2 ^г 1/3; 0,1 £ г б / 1 2 ^ 0 , 7 ; 1,5 6 d/r f 6 ^ 2 , 1 . Такая конструкция нейтронной трубки позволяет при сохранении неизмо иным выхода нейтронов увеліічить ресурс работы в 2-2,5 р а з а . 1 ил. катод 3, анод 4, антикатод 5, переходной полости с диафрагмой 6 , ускоряющего электрода 7 и нейтронообразующей мишени 8. Переходная полость имеет трехступенчатую структуру и состоит из областей, ограниченных,тремя соосно и последовательно расПОЛОЖРиными полыми цилшщрами с радиусами г^, г ^ и г ч соответственно. Между первым по отношению к ускоряющему зазору цилиндром радиусом г ( и вторым радиусом г 2 расположена диафрагма с отверстием радиусом г * . Область, охватываемая ,. третьим цилиндром, отделена от объе И 1589859 ма ионного источника антикатодом, расположенным на расстоянии 1. от диафрагмы. Внутри антикатода имеется отверстие радиусом х$. Анод ионного источника имеет длину 1 2 и внутренний радиус г б . В связи с тем, что теоретически рассчитать геометрические параметры величин г^ - г 6 , 1 ч , l^, ширину d ускоряющего промежутка JQ й соотношения между ними невозможно, оптимальные значения диапазонов допустимых значений этих величин и соотношений между ними, обеспечивающих достижение положительного эффекта,определяли экс- «с периментально и составили следующую группу зависимости: •тритнй-дейтериевой смесью, где в результате Т((ї,п)4Ие H.A(t,n)4He реак-1 ций образуются нейтроны с энергией 14 МэВ.Нейтроны образуются также и з результате реакции Д((і/(п)3Не, но сечение ее при энергии 100-120 кэВ зна~чительно меньше, чем первых двух. При давлении в трубке 0,1-0,3 Па, индукции.магнитного поля В = 0,03 Тл и значениях г^ = 10 мм, г г = 12 мм, г - 10 мм, г 4 = 4 мм, г ? = 2 мм, г = 7 мм, 1, = 25 мм, 1^ - 14 мм и d = 17 мм л л я катода 3 и антикатода 5, выполненных из алюминия, потенциал зажигания составил ^ 400 В. Использование данного изобретения позволяет при сохранении выхода ней; 2/3 £ ^ 5 / 6 ; 0,3 ^ - ^ c г, = тронов достигнуть следующего: умень20 шить анодный ток ионного источника, а также распыления катода вследствие ^0,7; 0 5 --р ё 1; -f^fs-Li , l\ I r 3 ионной бомбардировки; увеличить процент атомарных ионов дейтерия и три0,1 £-2* ^0,7 и 1 5 £ - « І 2 , І . , тия в ионном пучке и, как следствие, Выбор геометрических параметров и 25 уменьшить интегральную токовую нагрузку на мишень; уменьшить вероятих соотношений в указанных диапазоность попадания электронов с ускорянах позволил при рабочем давлении ющего электрода в ионный источник за 0,1-0,3 Па и индукции магнитного поля счет выбора оптимальной геометрии В = 0,03 Тл снизить потенциал поджига ионного источника до 400-500 В. 30 переходной полости. Перечисленные преимущества газона-. Газонаполненная запаянная нейтронполненной нейтронной трубки позволяная трубка работает следующим обют в 2-2,5 раза увеличить ее ресурс.. разом. При подаче импульса поджига на зарядную систему, включающую ка^ Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я тод, антикатод и анод в межэлектрод-' ном пространстве ионного источника Скважинная газонаполненная нейтронзажигается самостоятельный разряд. ная трубка, содержащая ускоряющий Давление тритийтдейтериевой смеси электрод в виде цилиндра Фарадея с в'трубке создается при нагреве храдо расположенной на его дне мишенью, нилища 2, насыщенного этой смесью, ионный источник, охватываемый магнитс помощью специального нагревательной системой с направлением вектора ного элемента (на чертеже не показан). индукции' вдоль оси ионного источника Продольное магнитное поле в области и состоящий из катода, цилиндричесионного источника создается постоян- 45 кого анода и антикатода с отверстием ными магнитами или соленоидом (на вдоль оси источника, а также переходчертеже не показаны). Образовавшиеся ную полость с диафрагмой, о т л и в разрядной плазме ионы дейтерия и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью трития через отверстие в антикатоде увеличения ресурса трубки при сохра'5 проникают в переходную полость, -Q нении нейтронного выхода, переходная v заполняют ее и двигаются через диаполость выполнена трехступенчатой и • 'фрагму б к выходному отверстию пеобразована областями, ограниченными реходной полости. Под действием ускопоследовательно и соосно расположенными друг за другом цилиндрами, имею•ряющего напряжения величиной 100-120 кВ, щими соответственно радиусы г , , г г , приложенного между ускоряющим электро.и r-j, удовлетворяющие соотношениям дом 7 и переходной полостью, они ускоряются и бомбардируют нейтронообразуюггуто мишень 8, представляющую = г „ 4r - г - , причем • собой титановую пленкуs насыщенную ' г> 5 T589R59 • * область, охватываемая первым, блиудовлетворяющем соотношению 0,5 £L жайшим к ускоряющему электроду ци' < г г / 1 1 й 1, радиус т5 отверстия в лиядром» отделена от соседней области, антикатоде определяется иэ соотношеохватываемой вторым цилиндром радиусом г^, диафрагмой с отверстием радиуния -•=- £ г ? / г 2 £---, внутренний расом г д , связанным с г., соотношением диус анода г б и его длина 1 г связаны соотношением 0,1 ^ г б / 1 г ^ 0 , 7 , а 0,3 * - Й £ 0 , 7 , а антикатод располоширина а ускоряющего зазора и г< с соотношением 1,5 ^ d/гц й 2,1. .-жён на расстоянии 1 ( от диафрагмы, Редактор Т.Лошкарева Составитель Т.Владимирова •- • Техред А.Кравчук. Корректор Н.Ревская Заказ 2948/ЛСП Тираж 166 ' Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по .изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101