Лазерный генератор нейтронов Советский патент 1980 года по МПК G21D3/00 G01V5/00 

ного выхода путем уменьшения угла разлета плазмы.

Цель достигается тем, что рабочая поверхность мишени источника ионов выполнена в виде конической полости, установленной напротив лазера, а формируюший сетчатый электрод имеет форму цилиндра со сферическим торцом и подобен по форме экранируюш,ему электроду и нейтронной мишени.

Такая геометрия мишени позволит осуш,ествить эффект кумуляции при столкновении двух плазменных сгустков, что приведет к узконаправленпому разлету лазерной плазмы, а также к увеличению степени ионизации в ней из-за преобразования части кинетической энергии разлета сгустков в энергию нагрева плазмы.

Боковой подвод излучения лазера позволит увеличить плошадь ионной мишени благодаря использованию торцовой области генератора, что ириведет к более полному использованию дейтериевой компоненты лазерной плазмы в соответствии с ее угловым распределением. Этот факт, а также увеличение степени ионизации приведет к существенному увеличению тока дейтронов на ионную мишень, а следовательно, и к увеличению нейтронного выхода. Кроме того, узконаправленный разлет плазмы устраняет влияние краевых эффектов, приводящих к возникновению пробоев в камере, а значит увеличивается стабильность работы генератора.

На чертеже схематически изображен предлагаемый генератор.

Предлагаемый генератор содержит герметическую оболочку, состоящую из стеклянной 1 и металлической 2 частей, которая служит одновременно подложкой ионной мишени 3, насыщенной изотопом водорода. В оболочку симметрично виаяны две линзы 4. Внутри оболочки размещена лазерная плазмообразующая мищень 5 ионного источника, а на ней закреплен сетчатый формирующий электрод 6, находящийся под потенциалом мишени. Перед мишенью 3 на специальных изоляторах 7 закреплен экранирующий электрод 8. Частотный лазер 9, делитель 10 излучения, плоские зеркала 11 и источник 12 высокого напряжения размещены вне герметической вакуумной оболочки генератора. Для подвода к мищени 3 и электродам 6 и 8 напряжения от источника 12 в оболочку 1 вмонтирован ввод 13, а в оболочку 2 - ввод 14.

Для поддержания необходимого для работы прибора вакуума внутри оболочки размещена секция газопоглотителей 15. Устройство работает следующим образом.

Излучение лазера 9 с помощью оптической системы 4, 1U, 11 фокусируется на коническую поверхность мишени 5, образуя сталкивающиеся при разлете плазменные

сгустки. Кумулятивный эффект взаимодействия сталкивающихся плазменных сгустков приводит к узконаправлениому разлету результирующего сгустка, радиальная и осевая составляющие скорости которого

меньще аналогичных скоростей, характерных для одного сгустка, разлетающегося от плоской поверхности. Под действием высокого напряжения, приложенного между электродом 6 и мишенью 3, происходит выталкивание дейтронов из сгустков и последующее их ускорение к мишени 3, где в результате ядерной реакции создается поток быстрых нейтронов. Электрод 8 служит для подавления обратного тока вторичных

электронов с мишени 3. Оболочка 2 в процессе работы генератора заземлена, а электроды 6, 8 находятся соответственно под положительным и отрицательным потенциалами.

Использование предлагаемого генератора позволит существенно увеличить выход нейтронов по сравнению с генераторами, используемыми для целей ядерной геофизики и активационного анализа. Предлагаемая конструкция позволит также повысить стабильность и надежность работы генератора, что в совокупности с повышенным нейтронным выходом даст значительный экономический эффект.

Формула изобретения

Лазерный генератор нейтронов, содержащий вакуумную оболочку, ионный источник, сетчатые формирующий и экранирующий электроды, мищень, нейтронную мищень, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода нейтронов путем уменьшения угла разлета плазмы, рабочая поверхность мишени источника ионов выполнена в виде конической плоскости, установленной напротив лазера, а формирующий сетчатый электрод имеет форму цилиндра со сферическим торцом и подобен по форме экранирующему электроду и нейтронной мишени.