ПЛАЗМЕННЫЙ ИСТОЧНИК ПРОНИКАЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ Советский патент 1995 года по МПК H05H1/06 

Изобретение относится к плазменной технике, точнее, к области технических применений высокотемпературной плазмы, и может быть использовано для получения коротких интенсивных импульсов быстрых нейтронов и рентгеновских лучей.

Известен плазменный источник проникающего излучения, выполненный в виде плазменной разрядной камеры, заполненной изотопами водорода и содержащей газоразрядные электроды. Электроды разрядной камеры известного источника выполняются цилиндрическими или плоскими. При определенных условиях разряда, когда осуществляется кумуляция прямого Z-пинча, из разрядной камеры может быть получен нейтронный выход до 3˙10¹⁰) нейтронов в импульсе при длительности импульса около 0,2 мкс.

Известный источник характеризуется, однако, недостаточным удельным выходом излучения на единицу затраченной энергии. Кроме того, известный источник обладает значительными размерами, затрудняющими в ряде случаев его использование.

Цель изобретения - повысить удельный выход излучения, особенно нейтронов, на единицу затраченной энергии и уменьшить габариты разрядной камеры источника.

Для этого электроды разрядной камеры источника выполнены в виде коаксиальных расположенных один в другом электропроводных тел вращения с криволинейной образующей, ввод внутреннего электрода имеет диаметр, меньший диаметра рабочей части этого электрода. Кроме того, привязывающие начало разряда неоднородности выполнены в виде несквозных углублений, равномерно распределенных по поверхности внешнего электрода вблизи ввода внутреннего электрода.

На чертеже изображен продольный разрез разрядной камеры источника и схема его электрического питания.

Камера состоит из двух коаксиально расположенных металлических электродов, имеющих форму тел вращения с криволинейной образующей, представляющей собой напряжение эллиптической дуги с отрезком прямой, наклоненной к оси камеры. Внутренний электрод 1, служащий анодом, крепится на цилиндрическом изолированном вводе 2. Изолятор 3, выполненный, например, из алунда, имеет цилиндрическую форму. На внешнем электроде 4, являющемся катодом, в непосредственной близости от изолятора 3 выполнены цилиндрические углубления 5. Они расположены равномерно по окружности, центр которой находится на оси камеры. Объем разрядной камеры может быть заполнен дейтерием. Через коаксиальный разъем камера соединена с вакуумным разрядником 6, с помощью которого она включается в цепь разряда малоиндуктивной конденсаторной батареи.

В начальной стадии разряда вблизи изолятора формируется цилиндрическая плазменная оболочка, имеющая волокнистую структуру. Под действием электродинамических сил плазменная оболочка отходит от изолятора и движется с ускорением по межэлектродному зазору к области фокусировки 7, которая находится на оси разрядной камеры вблизи поверхности анода и показана на чертеже пунктиром, формирующийся при разряде плазменный фокус является источником нейтронов и рентгеновских лучей.

1. ПЛАЗМЕННЫЙ ИСТОЧНИК ПРОНИКАЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ, состоящий из газоразрядной камеры, заполненной изотопами водорода и содержащей газоразрядные электроды, и источника электрического питания, отличающийся тем, что, с целью повышения удельного выхода излучения, в частности, нейтронов, на единицу затраченной энергии и уменьшения габаритов камеры, электроды выполнены в виде коаксиальных расположенных один в другом электропроводных тел вращения с криволинейной образующей. 2. Источник по п.1, отличающийся тем, что ввод внутреннего электрода имеет диаметр, меньший диаметра рабочей части внутреннего электрода. 3. Источник по пп.1,2, отличающийся тем, что, с целью равномерного распределения тока в разрядной камере, во внешнем электроде выполнены неоднородности в виде несквозных углублений, равномерно распределенных по поверхности внешнего электрода вблизи ввода внутреннего электрода.