Генератор нейтронов

Авторы патента:

H05H3/06 - генерирование нейтронных пучков (мишени для проведения ядерных реакций H05H 6/00; источники нейтронов G21G 4/02)

Владельцы патента RU 2357387:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (RU)

Заявленное устройство относится к генераторам нейтронов и может быть использовано в нейтронном каротаже, в нейтронном активационном анализе, в лучевой терапии. Генератор нейтронов содержит пару источник-детектор излучения. Пара источник-детектор излучения расположена в зоне прямой видимости друг друга. Один источник-детектор излучения размещен у заземленного корпуса и электрически соединен с расположенным под нулевым потенциалом устройством управления источником ионов, а второй размещен у контейнера и соединен с блоком питания источника ионов, установленным в контейнере, пара источник-детектор излучения разделена слоем высоковольтной изоляции. Техническим результатом изобретения является уменьшение габаритов генератора нейтронов. 1 ил.

Изобретение относится к генераторам нейтронов и может быть использовано в нейтронном каротаже, в нейтронном активационном анализе, в лучевой терапии.

Известен генератор нейтронов, содержащий запаянную ускорительную трубку, мишень которой подключена к источнику ускоряющего напряжения и окружена высоковольтной изоляцией, электроды источника ионов подключены к блокам питания, находящимся под нулевым потенциалом. Межотраслевая научно-технической конференция «Портативные генераторы нейтронов и технологии на их основе». 2003 г., Москва, Россия, Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л.Духова, с.67.

Недостатком известного устройства является низкая плотность потока нейтронов на облучаемом образце из-за расположения высоковольтной изоляции между мишенью и образцом, низкая величина нейтронного потока из-за перегрева мишени пучком ионов.

Известен генератор нейтронов, содержащий проводящий контейнер, под потенциалом ускоряющего напряжения, запаянную ускорительную трубку, мишень которой находится под нулевым потенциалом, а источник ионов размещен в объеме контейнера, блоки питания электродов источника ионов, размещенные в объеме контейнера и соединенные с разделительными трансформаторами. Manual for troubleshooting and upgrading of neutron generators. International Atomic Energy Agency, IAEA-TECDOC-913, 1996 г., c.86. Прототип.

Прототип из-за использования нескольких разделительных трансформаторов для питания электродов источника ионов имеет значительные габариты.

Техническим результатом изобретения является увеличение надежности при уменьшении габаритов генератора нейтронов.

Технический результат достигается тем, что генератор нейтронов, содержащий проводящий заземленный корпус, заполненный высоковольтным диэлектриком с расположенным в нем проводящим контейнером, источником ускоряющего напряжения, включенным между корпусом и контейнером, запаянную ускорительную трубку, мишень которой электрически соединена с корпусом, а источник ионов размещен в объеме контейнера, блок питания электродов источника ионов, размещенный в объеме контейнера, содержит пару источник-детектор излучения, расположенную в зоне прямой видимости друг друга, один из которых размещен у заземленного корпуса и электрически соединен с расположенным под нулевым потенциалом устройством управления источником ионов, а второй размещен у контейнера и соединен с блоком питания источника ионов, установленным в контейнере, пара источник-детектор излучения разделена слоем высоковольтной изоляции.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором схематично представлен генератор нейтронов, где: 1 - проводящий заземленный корпус, 2 - высоковольтный диэлектрик (в нашем случае жидкий), 3 - проводящий контейнер, 4 - источник ускоряющего напряжения, 5 - запаянная ускорительная трубка, 6 - мишень. 7 - источник ионов, расположенный в объеме проводящего контейнера 3, 8 - блок питания электродов источника ионов 7, 9 - пара источник-детектор излучения, 10 - разделительный трансформатор, 11 - блок питания разделительного трансформатора 10, 12 - блок управления пары источник-детектор 9.

Проводящий заземленный корпус 1 заполнен высоковольтным диэлектриком 2. Источник ускоряющего напряжения 4 включен между проводящим заземленным корпусом 1 и проводящим контейнером 3. Проводящий контейнер 3 находится под потенциалом ускоряющего напряжения. Мишень 6 запаянной ускорительной трубки 5 электрически соединена с корпусом 1.

Генератор работает следующим образом. С помощью источника ускоряющего напряжения 4 на проводящий контейнер 3 относительно проводящего заземленного корпуса 1 подают ускоряющее напряжение. Благодаря этому между источником ионов 7 и мишенью 6 запаянной ускорительной трубки 5 возникает ускоряющее электрическое поле. Для исключения пробоев объем проводящего заземленного корпуса 1 заполнен высоковольтным диэлектриком 2, например трансформаторным маслом.

После включения блока питания разделительного трансформатора 11 питание через разделительный трансформатор 10 подают на блок питания электродов источника ионов 8. После включения блока управления 12 на источник-детектор пары 9, размещенный под нулевым потенциалом, подают кодовые сигналы. Кодовые сигналы передают через слой высоковольтного диэлектрика 2. Кодовые сигналы управляют работой блоком питания источника ионов 8. На выходных клеммах блока питания источника ионов 8, подключенных к соответствующим электродам источника ионов 7, устанавливаются рабочие напряжения, а в источнике ионов 7 зажигается газовый разряд.

Ионы, возникающие в разряде, ускоряют в электрическом поле между источником ионов 7 и мишенью 6. В результате ядерных реакций при взаимодействии ускоренных ионов с веществом мишени в мишени 6 возникают нейтроны.

Значения напряжений на электродах источника 7 и токов между электродами источника ионов 7 кодируют блоком питания источника ионов 8 и подают на источник-детектор пары 9, размещенный под потенциалом ускоряющего напряжения.

Сигнал проходит слой высоковольтного диэлектрика 2, регистрируется источником-детектором 9, размещенным под нулевым потенциалом, и поступает на блок управления 12. Блок управления 12 анализирует сигналы и корректирует напряжения на электродах источника ионов 7 в соответствии с заданной программой.

Генератор нейтронов, содержащий проводящий заземленный корпус, заполненный высоковольтным диэлектриком с расположенным в нем проводящим контейнером, источником ускоряющего напряжения, включенным между корпусом и контейнером, запаянную ускорительную трубку, мишень которой электрически соединена с корпусом, а источник ионов размещен в объеме контейнера, блок питания электродов источника ионов, размещенный в объеме контейнера, отличающийся тем, что генератор содержит пару источник-детектор излучения, расположенную в зоне прямой видимости друг друга, один из которых размещен у заземленного корпуса и электрически соединен с расположенным под нулевым потенциалом устройством управления источником ионов, а второй размещен у контейнера и соединен с блоком питания источника ионов, установленным в контейнере, пара источник-детектор излучения разделена слоем высоковольтной изоляции.

Изобретение относится к области ядерной техники, в частности к нейтронным генераторам, и может быть использовано в ряде приложений, например в нейтронных трубках, для каротажных исследований.

Импульсный нейтронный генератор // 2356192

Изобретение относится к устройствам импульсных излучателей-генераторов разовых или многоразовых импульсов нейтронного и рентгеновского излучения. .

Малогабаритный импульсный источник проникающего излучения // 2338339

Изобретение относится к генераторам разовых импульсов нейтронов и рентгеновского излучения и предназначено для проведения ядерно-физических исследований, изучения радиационной стойкости и генерирования нейтронных пучков.

Импульсный источник проникающего излучения // 2335100

Изобретение относится к устройствам для генерирования нейтронных пучков, в частности к генераторам разовых импульсов нейтронного и рентгеновского излучения. .

Нейтронопродуцирующий мишенный узел // 2326513

Изобретение относится к ядерной физике и медицине и может быть применено в источниках нейтронов, выполненных на основе ускорителей заряженных частиц. .

Вакуумная нейтронная трубка // 2316835

Изобретение относится к устройствам для генерации импульсных потоков быстрых нейтронов, в частности к малогабаритным отпаянным ускорительным трубкам, и может быть использовано в ускорительной технике или в геофизическом приборостроении, например, в импульсных генераторах нейтронов народно-хозяйственного назначения, предназначенных для исследования скважин методами импульсного нейтронного каротажа.

Устройство расщепления для создания нейтронов // 2280966

Изобретение относится к устройствам для генерирования нейтронных пучков. .

Нейтронный генератор // 2273118

Изобретение относится к области ядерной техники, в частности к нейтронным генераторам, и может быть использовано, например в нейтронных трубках, для каротажных исследований.

Вакуумная нейтронная трубка // 2242098

Изобретение относится к нейтронной технике, в частности к устройствам для генерации потоков быстрых нейтронов, а именно к нейтронным генераторам. .

Генератор нейтронов в герметичной трубке, содержащий встроенный детектор связанных альфа-частиц для скважинного каротажа // 2199136

Запаянная нейтронная трубка // 2362278

Изобретение относится к запаянным нейтронным трубкам и может быть использовано в генераторах нейтронов для исследования геофизических и промысловых скважин

Газонаполненная нейтронная трубка с источником пеннинга // 2372755

Изобретение относится к ускорительным трубкам для получения нейтронов при проведении неразрушающего элементного анализа вещества и проведения физических исследований нейтронно-радиационными методами

Газонаполненная нейтронная трубка // 2451433

Изобретение относится к отпаянным нейтронным трубкам и может быть использовано в генераторах нейтронов для проведения неразрушающего элементного анализа вещества и проведения исследований нейтронно-радиационными методами, в т.ч

Газодинамический способ регистрации шариков, движущихся в цилиндрической трубе // 2487430

Изобретение относится к средствам контроля движения гранулированных твердых тел по тракту пневмотранспортирования

Генератор нейтронов // 2491796

Способ генерирования импульсного потока частиц высокой энергии и источник частиц для осуществления такого способа // 2496284

Изобретение относится к области плазменной техники. Способ генерирования импульсного потока высокоэнергичных частиц, содержащий следующие этапы: инициирование ионной плазмы на первом электроде (111) в вакуумной камере (110) и обеспечение возможности развития указанной плазмы по направлению ко второму электроду (112) в указанной вакуумной камере, подача короткого импульса высокого напряжения между указанными электродами в промежутке времени, при котором указанная ионная плазма находится в переходном состоянии с пространственным распределением ионов или электронов на расстоянии от указанного второго электрода, с целью ускорения указанных распределенных ионов или электронов по направлению к указанному второму электроду, благодаря чему генерируется высокоэнергетический поток заряженных частиц, в то же время преодолевается предел тока, связанный с пространственным зарядом, обычного вакуумного диода и генерирование указанных частиц высокой энергии на указанном втором электроде (112). Технический результат - повышение плотности тока в течение ультракороткого импульса. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 6 ил.

Маломощные генераторы нейтронов // 2502239

Изобретение относится к генератору нейтронов и способу его конструирования. Генератор включает в себя решетку, выполненную с возможностью выработки ионизируемого газа при нагреве электронами, сталкивающимися с ней. Катод испускает электроны для нагрева решетки и столкновений с выработанными атомами ионизируемого газа для образования ионов. Нейтроны образуются от столкновения ионов, падающих на мишень в генераторе. Инструмент для подземного использования, включающий в свой состав генератор нейтронов. Техническим результатом является обеспечение возможности работы с различными типами источников и при различных условиях. 1 н. и 24 з.п. ф-лы, 5 ил.

Генератор нейтронов // 2540328

Изобретение относится к генераторам нейтронов и может быть использовано для нейтронного анализа веществ, материалов и изделий, для лучевой нейтронной терапии, а также для моделирования нейтронных полей термоядерных устройств. Технический результат - повышение надежности и уменьшение габаритов генератора нейтронов. В генераторе нейтронов в объеме заземленного корпуса размещен изолированный и проходящий через объем контейнера проводящий стержень, концы которого электрически соединены с корпусом, две тороидальные обмотки на кольцевых сердечниках, охватывающих проводящий стержень, одна из которых расположена у проводящего заземленного корпуса и подключена к выходу заземленного источника переменного напряжения, а вторая размещена в проводящем контейнере и подключена к входу блока питания. 1 ил.

Запаянная нейтронная трубка // 2540983

Изобретение относится к устройствам для получения нейтронов и может быть использовано для нейтронного анализа для лучевой нейтронной терапии, а также для моделирования нейтронных полей термоядерных устройств. Техническим результатом изобретения является увеличение эффективности источника ионов запаянной нейтронной трубки и увеличение потока нейтронов. Технический результат достигается тем, что в запаянной нейтронной трубке между корпусом источника ионов и анодом параллельно оси трубки установлен трубчатый изолятор, по всей длине, кроме концов, покрытый проводящим слоем, электрически соединенным с катодом, а внутри трубчатого изолятора расположен проволочный проводник, соединенный с вытягивающим электродом и выводом проходного изолятора. 1 ил.

Импульсный генератор нейтронов // 2556038

Изобретение относится к области прикладной ядерной физики, конкретно, к устройствам для генерации импульсных нейтронных потоков, предназначенных для использования в прикладных задачах науки и техники, например, для геофизических применений. Импульсный генератор нейтронов состоит из источника импульсного высоковольтного напряжения и вакуумной камеры, содержащей катод и анод, анод выполнен в виде полой тороидальной азимутально-симметричной конструкции из двух пластин кольцевой конфигурации с внешним радиусом R и внутренним радиусом r, находящихся на расстоянии l друг от друга, между которыми размещено n, где n не менее 3, импульсных источников ионов тяжелых изотопов водорода каждый высотой h и шириной f, при этом внутри анода соосно с ним расположен катод, состоящий из двух симметрично расположенных относительно анода цилиндрических магнитных элементов диаметром d и отстоящих друг от друга на расстоянии L с продольной намагниченностью до индукции 0,3<В<0,6 Тл. Выходные отверстия источников ионов тяжелых изотопов водорода направлены к оси анода, а размеры R, r, l, L, h, f, d удовлетворяют установленным соотношениям. Технический результат - повышение ресурса импульсного генератора нейтронов за счет увеличения ресурса нейтронообразующей мишени, так как в качестве нейтронообразующей мишени выступают движущиеся навстречу друг другу ускоренные дейтроны в объеме между частями катода. 2 ил.