Способ изготовления лазерной нейтронной трубки Советский патент 1987 года по МПК H05H3/00 

19 Изобретение относится к об.гкастн нейтронной и ускорительной техники, преимущественно к техн&логия ИЗГОТОЕ лення нейтронных трубок„ Известен снособ изготонле.ник нейт роннон трубки, по KOToroKiy платале производят монтаж трубки, термооПра-ботку, откачку и отпайку ее объема, а затем одгювременное наньше/ше v на сыщение к- :троь:ообразу1ощей мишени из топами водорода Напыление нроиззодя воздействием лазерного излучения на дополнительный электрод, раснолпженный напротив оптическо о окна нейтронной трубки и содержащий изотог; ио дородао При этом металл наныляется на подложку митени, а в-.)и1ИЙ1:;я под действием высокой темг1ерату1)ы дополнительного злектрог(а газ поглощается свежепап.ьшенгюй пленкоГ. Недостатком эгого снэсоба гпляется тоJ что при одновременном оапылении и насыщении на IlepBOM этане 1гзготовления нейтронообразующе MJiiiiciiH образуется титановая планка ( мншени из TL), а загам iiacb ;uc4ine. При этом Hacbnieuiie )статочно эффективно из-3с1 нь-гзкой темлсрасуры подложки из титана J котэрая нагрсвается лини за счет локалыюгч) разогре ва,, а тг1кже из-з-а недос:таточноГ; толП1 1нь нлен;си из Ti , Поэтому нас1-п ;ен - е тритием за счет тep oдиффyзии не чффектитию, а значггг ii содс-лх-кит мало трития., Другой снособ ГОТО )Лени л: зерной нейтронной трубк} в: :11очаг-т откачку, термовакуумную оЗр аботку, 3 1пайку трубки, лазерное )а(чл ле11:: е материала дополничч льно го эль ктрода на подложку нейтронообрлзуюиил : ivnirieни и , образо1 а:г1иегося слоя изотопами водорода. При этом трубку нагрева;о1- ;то температуры, СООТБеТСТВу10и;еЙ Н01Л01Де;;ИЮ мак с имал ь н о г о к о л i: ч е с т п л и з о т t;:; о в водорода, образующихся ннутри см; объема при лазерном расньшенми дополнительного электрода, Например при напылении титана ют до температуры 300-3)() С, а затем охлаждают, при этом ггроисходит насыщение титановой пленки изотопами водорода. Недостатком такого способа является то, что даже П)и полном выделении изотопов водорода из распь;ляемого дополнительного электрода ег 6 дг1вление в об15еме трубки составит 1 ( -И) мм рт ст , Известно, что с;тенень насыщения Н)Х)1орциональн-а давлению водорода в камере насыщения, следовательно, степень насыщения ; ейтронообразующей мишени при изготовлении трубки этим способом будет небольщой, а значит Г1Ь хс;Д нейтронов из трубки также будет небольшим. Кроме , поглощенный мишенью газ ссзрбируется газопоглотителем, его эффективность снижается, следовательно, надежность нрибора ухудшае т с я , Целью изобретения является увеличсние выхсзд.а нейтропов и пот ыиепие ь-адежности прибора за слет увеличения к(Л1не iTpaiH-:n тяже.лых изотопов водорода в пейт Ю11ообразу101яей мишени, улуч11;епия .вакуума г, трубке и новышеьл1я :)ф(Ьек1 n HocTi-j де 1е1вия газоногло;итетш11 „ Цель дос.тита.ется что но способу изго1Ч}вления :;азернс}й нейтронiicn: -г-рубк;;. включа;ог ему откачку, терм :вакуу:-чиую оСп/и.ботку запайку )KK, лазерное расг1ыле;1ие материала донолннте.аыюго э.г:ектрс7да на нодлсжку в.ейтролообразуюшей митени и ;1 сыще н и е о б р а з о;-; а в м i е г cj с я ел о я и з о толгичи вол.орс;да5 лазерное распыление ;.1оло;:лигел лного Г;лектро;да производят после откалкп и Tepi-ювакуумной обраговая чемлература сорбп,ии изотопов Hcjn,opon,a нангшегП1Ь м мета тлом; ° пороговая температу за десорбнии их из лазерной мигиени, после чего трубку откачивают и отпаивают, Б качес1ве газа, состоящего из изочстов водорода, используют дейтери1:, или тритий, или смесь того И другого„ В качестве примера рассмотрим способ изготовления нейтронной трубки, в которой в качестве лазерной мишени используется ЕгТ„, а в качестве материала, распыляемого под действием лазерного и излучения дополнительного электрода, используется Ti. Сначала изготавливают электроды, оптические окна, высоковольтные вводы, подложку нейтронообразующей мишени. Затем осуществляют травление, обезжиривание, электрохимическую полировку и отжиг в вакууме металлических деталей, а также керамических узлов.Далее производится монтаж трубки. При внутри напротив оптического окна рядом с лазерной мишенью располагают электрод из титана. После этого трубку подвергают термообработке до температуры ниже размягчения стекла (не более 450°С) и откачивают. При этом лазерная мишень не разлагается, так как температура разложения гидрида эрбия составляет 690 С. Воздействуя лазерным излучением через оптическое окно на дополнительный электрод, производят равномерное распьшение титана по поверхности подложки. Для более эффективного напыления к подложке можно приложить ускоряюБШЙ потенциал. Для предотвращения изолирующих частей от запьшения в трубке размещены экранирующие электроды, а напыление на оптические окна устраняется последующими импульсами лазерного излучения. Затем трубку нагревают до

, так как температура размягчения стекла лАЗО С. После этого в

трубку напускают дейтерий до давления 20-300 мм рт.ст. и охлаждают. При этом титан эффективно поглощает дейтерий, и нейтронообразующая мищень готова к работе. Остаток дейтерия откачивается, газопоглотители прогреваются для удаления изотопов водорода и трубка отпаивается.

Использование данного способа изготовления нейтронной трубки по сравнению с существующими дает следующие преимущества:

увеличение концентрации изотопов водорода в нейтронообразующей мищени, следовательно, увеличение выхода нейтронов;

увеличение температуры термообработки в процессе ее изготовления, что обеспечивает более качественное изготовление нейтронообразующей мишени, улучщение вакуума в трубке в процессе ее эксплуатации, а значит, повышение надежности.

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛАЗЕРНОЙ НЕЙТРОННОЙ ТРУБКИ, включающий откачку, термовакуумную обработку, запайку трубки, лазерное распыление материала дополнительного электрода на подложку нейтронообразующей мишени и насыщение образовавшегося слоя изотопами водорода, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода нейтронов и повышения надежности трубки, лазерное распьшение дополнительного электрода производят после откачки н термовакуумной обработки трубки, затем объем трубки наполняют газом, состоящим из изотопов водорода, производят термическую обработку при температуре, лежащей в интервале tj, t t Q, где t - пороговая температура сорбции изотопов водорода напыленньм металлом, t д. - пороговая температура десорбции их из лазерной мишени, после чего трубку откачивают и отпаивают.g 2.Способ поп.1,отличаю(Л щ и и с я тем, что обьем трубки заполняют дейтерием или тритием. 3.Способ по п.1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что объем трубки за- 2 полняют смесью дейтерия или трития.. со 4 to сл О5 СП