Лазерная нейтронная трубка Советский патент 1979 года по МПК G21G4/02 

Изобретение относится к рациационной технике, а конкрегнь - к устройствам для reHepaijHH нейтронных полей, которые широко используются в ядерной физике и геофизике, в промышленности и радиа. ционнбй терапии.. Известно устройство для получения нейтронных потоков, в котором в качестве излучателя-нейтронов используется малогабаритная отпаянная трубка с лазер- вым источником цейтоновГЙ. В этом устройстве лазер, используемы как блок питания и управления ионного источника находятся вне отпаянного объема трубки,а его излучение подводится к плазмообразующей мишени ионного источни ка с помощью специвльней Оптической сис темы (например,диэлйЬт ическоГо световода) с фокусируюйшм обьектйвом на конце . Такое размещр 1ие элементов генератора нейтронов усложняет конструкцию устройства в целом, требует применения достаточно мощных лазеров для компен - ,сации потерь в оптической системе подвода излучения,что приводит н к увеличению габаритов генератора нейтронов. Наиболее близким к изобретению . ническим решениям является лазерная ней- тронная тр}бка, содержащая отпаяннук) вакуумную оболочку, систему ускорваощих и экранируюи5Их электродов, лазерную тлаз«мсофазукмцую мтпень, нейтронообразующую мишеаь, пассивные газопоглотшг© ли,лазер и систолу фокусировки лазерного излучения на плазм«эобразующую мищедь-СЗ ;. Однако мощный твердотельный или газовый лазер, пространственно разделен .с трубкой.Наличие оптической системы связи лазера с нейтронной трубкой, необ- коДимбсть в Механическом устройстве сканирования излучения по плазмообразующей мишени (например, вращение самой мишени или перемещение оптических элементов) для повышения ресурса работы нейтронной трубки снижают нацежнгюгь н аффективностц. ее работы. Цель изобретения - упротение консгрукции и повышение аф|)ективности ра боты, отпаянной кейгроннрй трубки. Цель достигается тёй, что , выполненный в виде мнбтгоййементной полупроводниковой MatpauK с накачкой электронным пучком, размещея внутр1 вакуумной оболочки сзади нейтронообра«. аующей мишени, -а межау электронной .пушкой накачки и многоэпемантвой ttufiytspo водниковой матрицей лазера распопожвйа системе сканирования элёктронйого пупке. На чертеже изображена йрадпагаемай лазерная нейтронная трубка. Лазерная нейтронная трубка имеет ва- куумнуто оболочку 1 с элактричаскйми вводамн 2 и 3 ускоряющего «высокоЬсм ывого 1аа11ря йенйя и сканирующего капрйжемвй. Внутри трубки размещены ускоряк щая ноны электродная система 4, екранирук щий свт« чатый электрод 5, лазерная плаамосйра- зующая мишень 6, нейтроноебрааующая машань 7, пассивные газЬпогяотитеям В и фокусирующая оптическая система Q, Внутри нейтронной трубки также раэмёщвй многоэлементный попупровоаййковый «ftssep ссютоящий из многоэлементной П йупрЬвоД никовой активной пластйнкй 10 с тором, электронной пушки 11 накачки %. Системы сканирования 12 пуч.ка элекгршйой накачки. Лазерный радиатор 13 оанрвременно является и частью оболочки трубки, Лазерная нейтронная трубка работает следующим образом. На электронную пушку 11 подается импульс высоковольтного напряжения н Пучок электронов ускоряется и бомбарййруеТ) активные элементы лазерной пласукйкк 1О С помощью сканиробаиня 12 пучка эпектр6 нов бомбардировке подвергается лишь опре« деленная область элементов.Бомбардируемые элементы лазерной пдастнны 1О озбуж- даются и со стороны /шасткнкв, обрйщен- ной к фокусирующей оггекческой системе 9 Лазер испускает мощнь й светов«й импульс Йалучение лазера коялимируется и фо1сусЯ руется оптической системой 9 на 1шаэмо образующую дейте рос о держащую мшнень 6 вонного источника трубки. В реаультагэ воздействия с4юкусированного лазерного вапучения образуется высокойонизйрован« ный плазменный сгусток вещества мишени б Этот сгусток разлетается и попадает в уско ряющее попе электродной системы 4, Щв провсходит извлечение дейтонов из плазмы иих пЬследующёё ускорение к мишени 7. В результате бомбардировки дейтонамимин .,шевв7 происходнт ядерная реакция соф ованием нейтронов (например, Т(i3,n)4На), Ток ЬУориЧных электронов, образовав шйхся при бомбардировке мийгени 7, подавляется с помощью сетчатого экрани«ующего электрода 5. Последовательное сканирование электронного пучка по поверхйости лазерной пластинки 10 вызывает соответствующее сканирование сфокусированного лазерного излучения по поверхности плазмообразующей мишени 6. Размещение малогабаритного лазера внутри нейтронной трубки не требует специальной системы подвода излучения к тру бке и размещения мощного лазера отдельном блоке, чтоупрощает конструкцию , генератора нейтронов и тменьшает потери энергий йалучения. Кроме того, размей ённе внутри трубки многоэлемелгного полупроводникового лазера с последстательным воэбуйсденаем отдельных областей элеменгрБ спосс ствует эффективному сканирований йайучёнйя по плазмообразующей мише Чй, что позволяет достигнуть максималь- 5рго ресурсу работы трубки. Расчеты показывают что при площади плазмообразующбй мишени 1 см число импульсов йёйтронноГо излучения составит 1О . Кро ме того, применением малогабаритных по«упровойниковых лазеров, КПД кото рык может достигать ЗО % , а мощность с излучающей поверхности - нескольких мегават г, с 1 см ,позволяет повысить эффективность работы всего устройства в целрм при сохранении малогабарнтнсюти нейтронного кайучателя, что особенно при нейтронном каротаже скважин, в активацйонне анализе и радиационной текнйке. Формула изобретения Лазерная нейтронная- трубка, содержащая оУпаянную вакуумную оболочку, систему усЦ коряющих и экранирующих электродов, ла. зерную плазмообразующую мишень, нейтронообразующую мишень, пассивные газопоглотителя, лазер и систему (|к кусировки лазерного излучения на плазмообразующую миШень, отличающая с я гем,что,с целью упрощения конструкции и повыанения эффективности работы рубкй,лааер, выполненный в виде.многоелементной полупроводниковой матрицы с . нагачкой элкктронным пучк(л, размещен внутри вакуумной оболочки сзади нейтройгообразующей мишени, а между электронной 15р1КйЙ накачки и многоэлементной полупро&одншсовой матрвоей лазера ложева система сканнровавия электронного пучка.

Источншси шформаони, npBsaiNue во внимание при акспертизе

1.Авторское свваетельство СССР

J 496851, кл. 2 Q 01N 5/ОО, 1975.

2.АягЬрсков свваетвльсгво CCClP

№ 457406, ЕЯ. 2в 21Q; З/ОО, ldt3.

// .