Запаянная нейтронная трубка Российский патент 2025 года по МПК G21G4/02 H05H3/06 

Изобретение относится к запаянным нейтронным трубкам и может быть использовано в скважинных генераторах нейтронов для исследования геофизических и промысловых скважин.

Известна ускорительная нейтронная трубка, содержащая герметичный корпус, внутри которого соосно расположены цилиндрический катод с мишенью и анод, симметрично охватываемый катодом. Анод выполнен в виде двух встречных, симметрично расположенных стержней, смещенных друг относительно друга по оси симметрии трубки. Патент Российской Федерации № 2521050, МПК H05H 5/00, 27.06.2014.

Недостатком известной трубки является высокая нестабильность создаваемого потока нейтронов, характерного для вакуумных нейтронных трубок. Измерения импульсного нейтронного потока в процессе каротажа необходимы для нормировки результатов измерения параметров полей излучения, вызванных нейтронным излучением. Высокая нестабильность затрудняет использование таких трубок при каротаже скважин.

Известна запаянная нейтронная трубка (фиг. 1), включающая мишень, источник ускоренных ионов, имеющий высоковольтный трубчатый изолятор, на одном торце которого закреплен воротниковый фланец с центральным отверстием, две коаксиальные проводящие трубы, размещенные в объеме высоковольтного изолятора аксиально ему так, что один торец проводящей трубы меньшего диаметра закреплен в отверстии воротникового фланца, а другой торец аксиально соединен с катодом, дисковый постоянный магнит, размещенный на обращенной к воротниковому фланцу поверхности катода, анод, имеющий форму кольца, аксиально закреплен на трубе большего диаметра, при этом обращенный к воротниковому фланцу торец анода смещен относительно катода в сторону противоположную воротниковому фланцу. Патент Российской Федерации №2583000, МПК H05H 3/06, 27.04.2016. Данное техническое решение принято в качестве прототипа.

Недостатком прототипа является малая энергия нейтронов в направлении, перпендикулярном оси трубки.

Так как энергия нейтронов по оси трубки выше, чем в перпендикулярном направлении, то это уменьшает точность и чувствительность нейтронно-радиационного анализа вещества в стенках скважины при каротаже, так как нейтроны максимальных энергий вылетают из мишени преимущественно вдоль скважины.

Предложенное техническое решение устраняет этот недостаток.

Техническим результатом является увеличение энергии нейтронов в направлении перпендикулярном оси трубки.

Технический результат достигается тем, что запаянная нейтронная трубка, включающая мишень, первый источник ускоренных ионов, имеющий высоковольтный трубчатый изолятор, на одном торце которого закреплен воротниковый фланец с центральным отверстием, две коаксиальные проводящие трубы, размещенные в объеме высоковольтного трубчатого изолятора аксиально ему так, что один торец проводящей трубы меньшего диаметра закреплен в отверстии воротникового фланца, а другой торец проводящей трубы меньшего диаметра аксиально соединен с катодом, дисковый постоянный магнит, размещенный на обращенной к воротниковому фланцу поверхности катода; анод, имеющий форму кольца, аксиально закреплен на проводящей трубе большего диаметра, при этом обращенный к воротниковому фланцу торец анода смещен относительно катода в сторону, противоположную воротниковому фланцу, дополнительно содержит второй источник ускоренных ионов, идентичный первому источнику ускоренных ионов; при этом источники ускоренных ионов герметично и соосно соединены через манжету, прикрепленную к торцам высоковольтных трубчатых изоляторов, при этом обращенные друг к другу торцы анодов образуют кольцевую щель для извлечения ионов; мишень в форме кольца размещена на внутренней поверхности манжеты.

Сущность изобретения поясняется чертежом (фиг. 2), на котором схематично представлена запаянная нейтронная трубка, где:

1 - высоковольтный трубчатый изолятор;

2 - воротниковый фланец с центральным отверстием;

3 - проводящая труба меньшего диаметра

4 - проводящая труба большего диаметра;

5 - дисковый постоянный магнит;

6 - катод;

7 - анод;

8 - кольцевая щель для извлечения ионов;

9 - манжета;

10 - мишень.

Устройство содержит (фиг. 2) мишень 10, первый источник ускоренных ионов, имеющий высоковольтный трубчатый изолятор 1, на одном торце которого закреплен воротниковый фланец 2 с центральным отверстием, две коаксиальные проводящие трубы 3 и 4, размещенные в объеме высоковольтного трубчатого изолятора 1 аксиально ему так что, один торец проводящей трубы 3 меньшего диаметра закреплен в отверстии воротникового фланца 2, а другой торец проводящей трубы 3 меньшего диаметра аксиально соединен с катодом 6, дисковый постоянный магнит 5, размещенный на обращенной к воротниковому фланцу 2 поверхности катода 6, анод 7, имеющий форму кольца аксиально закреплен на проводящей трубе 4 большего диаметра, при этом: обращенный к воротниковому фланцу 2 торец анода 7 смещен относительно катода 6 в сторону противоположную воротниковому фланцу 2. Запаянная нейтронная трубка дополнительно содержит второй источник ускоренных ионов, идентичный первому источнику ускоренных ионов. При этом источники ускоренных ионов герметично и соосно соединены через манжету 9, прикрепленную к торцам высоковольтных трубчатых изоляторов 1, при этом: обращенные друг к другу торцы анодов 7 образуют кольцевую щель 8 для извлечения ионов, мишень 10 в форме кольца размещена на внутренней поверхности манжеты 9.

Устройство работает следующим образом.

Запаянная нейтронная трубка состоит из двух идентичных источников ускоренных ионов, герметично аксиально соединенных через манжету 9. На анод 7, имеющего форму кольца, относительно катода 6 подается положительное напряжение. Катод 6 и анод 7 аксиально закреплены на двух проводящих коаксиальных трубах 3 и 4, находящихся в объеме высоковольтного трубчатого изолятора 1 аксиально ему. При этом: один торец трубы 3 меньшего диаметра закреплен в отверстии воротникового фланца 2, а другой торец соединен с катодом 6. Дисковый постоянный магнит 5, размещенный на обращенной к фланцу 2 поверхности катода 6 создает магнитное поле в газоразрядной камере, таким образом создается условие для загорания разряда. На манжету 9 подается ускоряющее напряжение относительно анода 7. Обращенные друг к другу торцы анодов 7 образуют кольцевую щель 8 такую что: ускоряющее поле может проникать в щель 8 и отбирать ионы из источников ионов. Под действием ускоряющего напряжения ионы ускоряются перпендикулярно оси нейтронной трубки и попадают на кольцевую мишень 10, размещенную на внутренней поверхности манжеты 9. Ионы ускоряются перпендикулярно оси нейтронной трубки, что увеличивает энергию нейтронов в направлении перпендикулярном оси трубки.

Таким образом, достигается заявленный технический результат, а именно увеличение энергии нейтронов в направлении перпендикулярном оси трубки.

Изобретение относится к запаянным нейтронным трубкам и может быть использовано в скважинных генераторах нейтронов для исследования геофизических и промысловых скважин. Технический результат - увеличение энергии нейтронов в направлении, перпендикулярном оси трубки. Запаянная нейтронная трубка включает мишень, первый источник ускоренных ионов, имеющий высоковольтный трубчатый изолятор, на одном торце которого закреплен воротниковый фланец с центральным отверстием, две коаксиальные проводящие трубы, размещенные в объеме высоковольтного изолятора аксиально ему так, что один торец проводящей трубы меньшего диаметра закреплен в отверстии воротникового фланца, а другой торец аксиально соединен с катодом, дисковый постоянный магнит, размещенный на обращенной к воротниковому фланцу поверхности катода. Анод, имеющий форму кольца, аксиально закреплен на трубе большего диаметра, при этом обращенный к воротниковому фланцу торец анода смещен относительно катода в сторону, противоположную воротниковому фланцу. Запаянная нейтронная трубка дополнительно содержит второй источник ускоренных ионов, идентичный первому источнику, причем источники ускоренных ионов герметично и соосно соединены через манжету, прикрепленную к торцам высоковольтных трубчатых изоляторов, при этом обращенные друг к другу торцы анодов образуют кольцевую щель для извлечения ионов. Мишень имеет форму кольца и размещена на внутренней поверхности манжеты. 2 ил.

Запаянная нейтронная трубка, включающая мишень, первый источник ускоренных ионов, имеющий высоковольтный трубчатый изолятор, на одном торце которого закреплен воротниковый фланец с центральным отверстием, две коаксиальные проводящие трубы, размещенные в объеме высоковольтного трубчатого изолятора аксиально ему так, что один торец проводящей трубы меньшего диаметра закреплен в отверстии воротникового фланца, а другой торец проводящей трубы меньшего диаметра аксиально соединен с катодом, дисковый постоянный магнит, размещенный на обращенной к воротниковому фланцу поверхности катода; анод, имеющий форму кольца, аксиально закреплен на проводящей трубе большего диаметра, при этом обращенный к воротниковому фланцу торец анода смещен относительно катода в сторону, противоположную воротниковому фланцу, отличающаяся тем, что дополнительно содержит второй источник ускоренных ионов, идентичный первому источнику ускоренных ионов; при этом источники ускоренных ионов герметично и соосно соединены через манжету, прикрепленную к торцам высоковольтных трубчатых изоляторов, при этом обращенные друг к другу торцы анодов образуют кольцевую щель для извлечения ионов; мишень в форме кольца размещена на внутренней поверхности манжеты.