Нейтронная трубка Советский патент 1990 года по МПК G21G4/02 

Изобретение относится к ускорительной технике, а именно к генератор м проникающего излучения, к нейтронным трубкам и может найти применение при coздaн и малогабаритных источников нейтронов.

Известна нейтронная трубка, содержащая последовательно и соосно расположенные дуговой источник ионов, систему ускоряющих электродов и тритневую мииень.

Извлечение ионов происходит через открытое выходное отверстие электрода, экранирующего источник ионов, то есть в данной конструкции отсутствует фиксация границы плазмы, эмиттирующей ионы.

Недостатком этой конструкции является то, что из-за отсутствия фиксации границы плазмы, поверхность, эмиттирующая ионы, имеет вогнутую форму из-за провисания ускоряющего поля вглубь электрода. Поэтому ионы дейтерия фокусируются в узкий пучок и вызывают локальный нагрев центра

мишени, в то время, как остальная поверхность мшпени погружена значительно слабее. Следствием этого является обеднение центра мишени тритием, быстрое его разрушение, снижение выхода нейтронов и уменьшение ресурса. Кроме того, в зависимости от режима работы трубки и величины ускоряющего напряжения, поверхность, эмиттирующая ионы,может изменять свое местоположение, что неблагоприятно сказывается на фокусирующих свойствах ионно-оптической системы трубки и стабильности ее работы.

Наиболее близким техническим рещением является нейтронная трубка, содержащая дуговой источник ионов и тритиевая мишень, но в выходном отвертстии анодного электрода установлена плоская сетка с отверстиями в форме квадратов. Благодаря сетке поверхность плазмы, эмиттирующая HOHbij строго фиксирована.

Недостатком такого решения является то, что каждая квадратная ячейка сетки в силу своей осевой симметркя формирует ионы в виде конуса, вершина которого леяшт на мишени, причем число таких конусов равно чис лу ячеек. Цель изобретения - увеличение ресурса работы нейтронной трубки. Цепь достигается тем, что в известной нейтронной трубке, выполненной в виде отпаянного цилиндрическог корпуса, вдоль продольной оси которого последовательно и соосно расположены источник ионов, в выходном отверстии анодного электрода которого установлена диафрагма с отверстиями, систему. высоковольтных элек.тродов и мишень, отверстия в диафраг ме выполнены в виде узких прорезей с поверхностной симметрией относительно продольной оси трубки. На фиг.1 изображена конструкция нейтронной трубки а на фиг.2-и3 варианты выполнения диафрагмы. I Нейтронная трубка, приведенная на фиг.1 представляет собой металло стеклянную оболочку 1, внутри которой расположен плазменный источник ионов 2, состоящий из катода 3 и анода 4, насыщенных дейтерием, поджигающего электрода 5, керамической шайбы 6, вставки 7 из металла, малоактивного к водороду, анодного элек трода 8, диафрагмы 9 с отверстиями 10 в виде узких прорезей с поверхностной симметрией относительно про дольной оси трубки, ускоряющего электрода 11, сетки 12, служащей дпя подавления вторичных электродов с нншени 13. Источник ионов крепит ся на металлостеклянной ножке 14. Рабочее давление в трубке поддержив ется газопоглотителями 15. На фиг. и 3 приведены варианты выполнения диафрагмы, 16 перемычки для креплен Трубка работает следующим образом, При срабатывании источника ионов и одновременной поДаче на мишень 13 отрицательного ускоряющего напряения, ионы дейтерия формируются онно-оптической системой трубки j.. остоящей из анодного электрода 8, иафрагмы 9 и ускоряюй1его электрода 11, и ускоряются .по направлению к мищени 13, при взаимодействии с которой образуются нейтроны. Отверстия 10, выполненные в виде узких щелей, обладают не осевой симметрией, а поверхностной и заряженные частицы стягиваются: к поверхности симметрии, при этом на мишени появляется умеиьшенное изображение отверстия. Если сравнить эмиттирующие заряженные частицы отверстия с осевой и поверхностной симметрией, имеющие одинаковые площади, то из-за меньшего провисания ускоряющего поля в узкую щель, например, сравнивая отверстия равной площади в виде квадрата и сильно вытянутого прямоугольника, фокусное расстояние в этом случае будет больше. Следовательно, площадь мшчени, подвергающаяся воздействию бомбардировки заряженными частицами, в этом случае увеличится, а плотность тока соответственно уменьшится, при одном и том же общем токе. Эффект будет выражен тем сильнее, чем больше разница между продольным и поперечным размером отверстия. .. Таким образом, предлагаемое решение позволяет значительно уменьшить разрушение мишени, так как, практически, оно устраняет ее локальный нагрев. При этом одновременно увеличивается ресурс.

.З

НЕЙТРОННАЯ ТРУБКА, выполненная в виде отпаянного цилиндрического корпуса, вдоль продольной оси которого последовательно и соосно . расположены источник ионов, в вы- • ходном отверстии анодного электрода которого установлена диафрагма с отверстиями, система высоковольтных электродов и мишень, отличающаяся тем, что, с целью повышения ресурса работы трубки, отверстия в диафрагме выполнены в виде узких прорезей с поверхностно?! симметрией относительно продольной оси трубки.