Патент на изобретение №2287197

(54) НЕЙТРОННАЯ ТРУБКА

(57) Реферат:

Изобретение относится к области технической физики, в частности к получению нейтронов, и может быть использовано в ряде приложений. Нейтронная трубка содержит корпус, размещенные в нем управляемый трехэлектродный источник ионов, анод и катод которого насыщены изотопами водорода, электроизолированную мишень и газопоглотители. Мишень выполнена в виде идентичного управляемого трехэлектродного источника ионов, расположенного в корпусе трубки напротив первого и с возможностью одновременной подачи отрицательного и положительного импульсов напряжения одинаковой амплитуды на оба источника ионов поочередно. Технический результат – увеличение срока службы трубки с номинальным нейтронным выходом. 1 ил.

Изобретение относится к области технической физики, в частности к получению нейтронов, и может быть использовано в ряде приложений.

Известна нейтронная трубка, использующаяся в скваженных генераторах [Г.И.Кирьянов. Генераторы быстрых нейтронов. М.: Энергоатомиздат, 1990, с.159]. Для уменьшения электрических напряженностей в зазорах между ионной ускорительной трубкой, импульсным трансформатором и другими деталями и элементами схемы, находящимися под высоким напряжением, используется биполярная схема питания ускорительной трубки. При этом габариты трубки удается минимизировать. Недостатком трубки является быстрый выход из строя источника ионов.

Наиболее близким к предлагаемому техническим решением, выбранным за прототип, является нейтронная трубка, содержащая корпус, размещенные в нем управляемый трехэлектродный источник ионов, ввод и катод которого насыщены изотопами водорода, электроизолированную мишень и газопоглотители [Г.И.Кирьянов. Генераторы быстрых нейтронов. М.: Энергоатомиздат. 1990 с.125]. Однако такая конструкция трубки не позволяет изготовить миниатюрные приборы, необходимые для каротажных исследований, из-за нарушения электрической прочности изоляции частей трубки, находящихся под высоким напряжением.

Недостатком прототипа является также быстрое снижение интенсивности ионного пучка и быстрый выход из строя источника.

Технический результат изобретения – увеличение срока службы трубки с номинальным нейтронным выходом.

Технический результат достигается тем, что мишень выполнена в виде идентичного управляемого трехэлектродного источника ионов, расположенного в корпусе трубки напротив первого и с возможностью одновременной подачи отрицательного и положительного импульсов напряжения одинаковой амплитуды на оба источника ионов поочередно.

Изобретение иллюстрируется чертежом, где показано устройство нейтронной трубки. Позицией 1 обозначены газопоглотители, 2 и 3 – электроды катода источника ионов (2 – поджигающий электрод), 4 – корпус трубки, выполненный из электроизоляционного материала, 5 – анод источника ионов.

Генерация нейтронов осуществляется следующим образом. На один из анодов одного из источников ионов подают электрический импульс напряжения положительной полярности, и между электродами 2 и 3 источника прикладывают напряжение, вызывающее искру, образующую ионы изотопов водорода. На анод 5 и оба электрода катода второго источника, размещенного напротив, подают импульсное напряжение отрицательной полярности той же амплитуды. Отрицательный и положительный импульсы напряжения, подаваемые на источники ионов совпадают во времени. Ускоренные из первого источника положительные ионы тяжелых изотопов водорода бомбардируют анод и катод второго источника, вызывая нейтронное излучение. При изменении полярности напряжения на источниках описанная картина повторяется, но источником ионов теперь является второй источник, а мишенью первый.

По сравнению с прототипом предлагаемое техническое решение обеспечивает увеличение времени работы нейтронного генератора с номинальным уровнем потока не менее чем вдвое, а реально еще больше, поскольку часть ионов, попавшая на катод, но и не вступившая в ядерную реакцию, увеличит насыщение катода изотопами водорода, что дополнительно продлит время его работы в номинальном режиме.

Формула изобретения

Нейтронная трубка, содержащая корпус, размещенные в нем управляемый трехэлектродный источник ионов, анод и катод которого насыщены изотопами водорода, электроизолированную мишень и газопоглотители, отличающаяся тем, что мишень выполнена в виде идентичного управляемого трехлэктродного источника ионов, расположенного в корпусе трубки напротив первого и с возможностью одновременной подачи отрицательного и положительного импульсов напряжения одинаковой амплитуды на оба источника ионов поочередно.

РИСУНКИ