ИМПУЛЬСНЫЙ НЕЙТРОННЫЙ ГЕНЕРАТОР Советский патент 1994 года по МПК H05H3/00 

Изобретение относится к области физического приборостроения и может быть использовано при конструировании нейтронных и рентгеновских генераторов.

Известны импульсные нейтронный и рентгеновские генераторы.

Генератор, выполненный по предлагаемой схеме и конструкции, имеет большие габаритные размеры и вес, что лишает его одного из основных достоинств импульсных нейтронных генераторов - их портативности.

Известен также импульсный нейтронный генератор, содержащий размещенные в корпусе коаксиально нейтронную трубку, импульсный высоковольтный трансформатор с цилиндрическими размещенными одна поверх другой обмотками, коммутирующий элемент и накопительный цилиндрический конденсатор с обкладками из магнитной ленты.

В этом генераторе первичная обмотка трансформатора является самостоятельным конструктивным элементом, который требует для своего размещения и размещения контактных элементов часть полезного объема блока.

Кроме того, включение в разрядный контур первичной обмотки трансформатора как самостоятельного конструктивного элемента увеличивает паразитную индуктивность разрядного контура за счет удлинения соединительных проводов, что снижает КПД генератора.

Целью изобретения является увеличение КПД генератора и уменьшение его габаритных размеров.

Цель достигается тем, что в генераторе, содержащем размещенные в корпусе коаксиально нейтронную трубку, импульсный высоковольтный трансформатор с цилиндрическими размещенными одна поверх другой обмотками, коммутирующий элемент и накопительный цилиндрический конденсатор с обкладками из магнитной ленты, обкладки конденсатора использованы в качестве первичной обмотки импульсного высоковольтного трансформатора, для чего они размещены поверх вторичной обмотки трансформатора, полностью перекрывая ее по ширине, причем одна обкладка своим выводом соединена с электродом коммутирующего элемента, а вторая обкладка заземлена, при этом выводы обкладок накопительного конденсатора разнесены по длине магнитной ленты.

На фиг. 1 изображена конструкция генератора; на фиг. 2 - его электрическая схема; на фиг. 3 - эпюра токов в обкладках конденсатора.

Генератор размещается в цилиндрическом корпусе 1, залитом изоляционной жидкостью, внутри которого размещены нейтронная трубка 2, коммутирующий элемент 3, импульсный трансформатор, высоковольтная обмотка 4 которого намотана на диэлектрическом каркасе 5, и накопительный конденсатор 6, обкладки которого одновременно являются магнитопроводом трансформатора и его первичной обмоткой. Конденсатор 6 располагается непосредственно поверх высоковольтной обмотки 4 трансформатора так, что обкладки конденсатора полностью перекрывают по ширине высоковольтную обмотку, что необходимо для получения хорошей связи между обмотками трансформатора.

При этом выводы конденсатора смещены один относительно другого по длине фольги, причем величину этого смещения определяют, исходя из параметров импульса напряжения на трансформаторе.

Генератор работает следующим образом. При подаче импульса запуска на коммутирующий элемент 3 (фиг. 2) заряженный от внешнего источника питания конденсатор 6 разряжается через коммутирующий элемент 3. При этом в обкладках конденсатора 6 протекает ток, который создает магнитное поле и наводит ЭДС во вторичной обмотке 4 трансформатора. Импульс напряжения отрицательной полярности подается на мишень нейтронной трубки 2. Под действием этого напряжения происходит ускорение ионов дейтерия, которые образуются в ионном источнике трубки при разряде предварительно заряженного конденсатора 7.

В результате ядерной реакции при бомбардировке мишени ускоренными ионами дейтерия образуются нейтроны.

Величина смещения выводов обкладок конденсатора относительно друг друга по длине фольги определяющим образом влияет как на коэффициент трансформации трансформатора, так и на длительность импульса напряжения на обмотке 4. Действительно, как это следует из рассмотрения эпюры и направления токов в обкладках конденсатора (фиг. 3), индуктивность обкладок определяется преимущественно той их частью, которые расположены между выводами и где токи текут в одном направлении. В остальных частях обкладок токи текут навстречу друг другу и происходит их частичная компенсация. Таким образом, меняя взаимное расположение выводов, можно обеспечивать требуемые параметры выходного импульса, что является важным достоинством предлагаемой конструкции.

Эффективность предлагаемой конструкции проверена в результате сравнительных испытаний. У генератора, выполненного по заявке, первичная обмотка отсутствует как специальный элемент конструкции и ее роль выполняют пермаллоевые обкладки конденсатора. У прототипа первичная обмотка выполнена проводом ПЭВ-2 многозаходной.

Испытания показывают, что в первом случае КПД генератора выше на 15% по сравнению с прототипом и при этом уменьшается объем на 20% .

Кроме того, надежность работы такого генератора должна быть выше, чем у прототипа, поскольку уменьшилось число контактируемых элементов схемы.

ИМПУЛЬСНЫЙ НЕЙТРОННЫЙ ГЕНЕРАТОР, содержащий размещенные в корпусе коаксиально нейтронную трубку, импульсный высоковольтный трансформатор с цилиндрическими размещенными одна поверх другой обмотками, коммутирующий элемент и накопительный цилиндрический конденсатор с обкладками из магнитной ленты, отличающийся тем, что, с целью увеличения КПД, генератора и уменьшения его габаритных размеров, обкладки конденсатора использованы в качестве первичной обмотки импульсного высоковольтного трансформатора, для чего они размещены поверх вторичной обмотки трансформатора, полностью перекрывая ее по ширине, причем одна обкладка своим выводом соединена с электродом коммутирующего элемента, а вторая обкладка заземлена, при этом выводы обкладок накопительного конденсатора разнесены по длине магнитной ленты.