УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ИМПУЛЬСНЫХ НЕЙТРОННОГО И РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЙ Советский патент 1973 года по МПК G21G4/02 H01J35/22 

1

Изобретение относится к плазменной технике и может быть использовано при создании источников проникающего излучения.

Известное устройство для получения проникающего излучения содержит источник энергии-генератор мощных импульсов тока (обычно конденсаторная батарея), линию передачи энергии и плазменный реактор, преобразующий энергию импульса тока в кинетическую энергию быстрых частиц плазменного фокуса, часть из которых вступает в ядерную реакцию синтеза.

Однако в известном устройстве при увеличении начального давления рабочего газа в межэлектродной камере выше нескольких десятков мм рт. ст. образующиеся на первой стадии разряда у поверхности изолятора токовая и плазменная оболочки имеют неоднородную структуру, условия симметрии оболочки на конечной стадии разряда не выполняются, вследствие чего не образуется фокус при высоких давлениях газа.

Цель изобретения - повыщение плотности плазменного фокуса в плазменном реакторе, а также интенсивности нейтронного и рентгеновского импульсов.

Это достигается путем выполнения плазменного реактора в виде двух камер: форкамеры, заполненной любым газом до давления несколько мм рт. ст., и камеры фокуса, наполненной рабочим газом до давления несколько сотен мм рт. ст., с общей стенкой из пленочного изолятора, не нарущающей динамического процесса движения плазменной оболочки, а путем повыщения мощности импульсов тока за счет использования вместо конденсаторной батареи магнитокумулятивного генератора. На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство.

Оно содержит генератор / импульсов тока, линию 2 электропередачи и плазменного реактора. Плазменный реактор содержит анод 3, катод 4, изолятор 5 и пленочную перегородку 6. Изолятор и перегородка герметично соединены с анодом и катодом и образуют две камеры, форкамеру 7 и камеру 8 фокуса. Анод и катод изготовляют из меди или нержавеющей стали,

изолятор - из керамики, перегородку - из пленочного изоляционного материала, например лавсана или майлара, толщиной 20 мкм. Форкамеру откачивают и заполняют любым газом, например водородом, гелием, азотом,

воздухом и т. д., до давления несколько мм рт. ст. Камеру фокуса откачивают и заполняют рабочим газом (изотопами водорода) до давления несколько сотен мм рт. ст.

Линия электропередачи может быть выполнена из больщого числа параллельно включенных высоковольтных коаксиальных кабелей.

Работает устройство следующим образом.

Через 50-150 мксек после начала заряда магнитокумулятивного генератора на его выходных зажимах появляется напряжение, которое поступает на электроды. Когда плазменная оболочка доходит до перегородки, ее движение вдоль оси замедляется. Пленочная перегородка нагревается и испаряется. Образовавшийся газ диссоциирует, частично ионизируется и под действием ударной волны и магнитного давления перемещается вдоль (и перпендикулярно) оси реактора. Конечные стадии разряда проходят в рабочем газе с больбой начальной плотностью. Продукты разложения пленочной перегородки уходят к периферии от оси и в процессе осевого сжатия плазменной оболочки не участвуют. Необходимые для образования плотного плазменного фокуса радиальные скорости движения оболочки обеспечиваются за счет преобразования энергии магнитного поля в кинетическую энергию частиц.

При энергии магнитокумулятивного генератора 10 Мдж и длительности импульса тока 10-15 мксек в плазменном двухкамерном реакторе с начальным давлением дейтерия в камере фокуса 200 мм рт. ст. может быть получен нейтронный импульс 10 нейтронов за время 0,2 мксек и рентгеновский импульс 10 квант/импульс.

Предмет изобретения

Устройство для получения импульсных нейтронного и рентгеновского излучений, состоящее из генератора импульсов тока, линии электропередачи и плазменного реактора, образованного коаксиально расположенными

анодом и катодом, разделенными изолятором у одного из торцов, отличающееся тем, что, с целью повыщения интенсивности излучения, реактор выполнен в виде двух камер с общей стенкой из пленочного материала, расположенной паралельно торцам реактора, при этом камера, обращенная к торцу с изолятором, занолнена газом при давлении несколько мм рт. ст., смежная с ней камера заполнена изотопами водорода при давлении несколько сот

мм рт. ст., а в качестве генератора импульсов тока использован магнитокумулятивный генератор.