Запаянная нейтронная трубка

Авторы патента:

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

Владельцы патента RU 2362278:

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

Изобретение относится к запаянным нейтронным трубкам и может быть использовано в генераторах нейтронов для исследования геофизических и промысловых скважин. Запаянная нейтронная трубка характеризуется тем, что в трубчатом высоковольтном изоляторе со стороны торцов, перпендикулярных оси изолятора, выполнены аксиальные проточки, источник ионов и ускоряющий электрод установлены на воротниковых фланцах, внешний диаметр центральной части фланца равен диаметру проточки, а диаметр воротника больше диаметра проточки, но меньше внутреннего диаметра манжеты, центральная часть фланца плотно установлена в проточках, а воротник фланца прижат к торцам изолятора. Техническим результатом изобретения является увеличение выхода нейтронов, снижение относительного смещения источника ионов и ускоряющего электрода, уменьшение отклонения пучка от оси. 1 ил.

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

Известен нейтронный генератор, содержащий вакуумную трубку, в которой размещен источник ионов дейтерия и трития, ускоряюще-фокусирующую систему, мишень, состоящую из слоя активного металла, обладающего высоким сродством к изотопам водорода, нанесенного на подложку диаметром D, изготовленную из материала с низким сродством к изотопам водорода и размещенную на металлическом охлаждаемом мишенном основании, хранилища дейтерия и трития, снабженные регуляторами напуска газа. Мишень размещена на дне полости, выполненной в мишенном основании, в трубку введен распылитель активного металла на мишень, содержащий выполненную из электроизоляционного материала оправу, снабженную апертурой, ось которой совмещена с осью трубки, и в плоскости, перпендикулярной оси трубки, выполнены сквозные от внешней образующей оправы до ее апертуры пазы, в которых с возможностью возвратно-поступательного движения размещены электроды поджига, а также полый конусный металлический, связанный электрически с электродами поджига кожух, вершина которого расположена в мишенной полости, распыляемый электрод, выполненный в виде конуса и снабженный апертурой, и пружинный элемент, фиксирующий распылитель в сборе, причем электроды и кожух выполнены из активного к водороду металла, а угол между образующими кожуха в сечении, проходящем через его ось, равен 2,2 arctg

(0,5(D_k-D)/H), где D_k - внутренний диаметр кожуха в сечении, совпадающем с плоскостью вершины конуса распыляемого электрода; D - диаметр подложки; Н - расстояние от этой плоскости до плоскости мишени. Патент Российской Федерации №2273118, МПК: Н05Н 3/06, G21G 4/02, 2006.

Нейтронная трубка обладает достаточно высокими параметрами, но очень сложна в изготовлении и эксплуатации.

Известна запаянная нейтронная трубка, содержащая трубчатый высоковольтный изолятор с закрепленными на его торцах манжетами, источник ионов дейтерия, ускоряющий электрод и тритиевую мишень, источник ионов дейтерия прикреплен к одной из манжет, ускоряющий электрод и мишень прикреплены к другой манжете. Прототип. Патент США №4999017, МПК: G21B 1/02, 1991.

Манжеты деформируются в процессе герметичного соединения манжет с изолятором, например в процессе пайки, при сварке элементов трубки, в процессе вакуумного отжига трубки, в процессе насыщения трубки дейтерием и тритием и в процессе эксплуатации трубки из-за нагревания ее элементов. Деформация манжет и смещение жестко прикрепленных к ним источника ионов и ускоряющего электрода является следствием различия в коэффициентах линейного расширения материала, из которых изготовлены манжеты и материала трубчатого изолятора, и характерна для любых конструкций трубок.

Взаимное смещение источника и ускоряющего электрода приводит к расфокусировке пучка ионов, извлекаемого из источника ионов, и часть пучка попадает на ускоряющий электрод. Это приводит к распылению электрода и к увеличению тока вторичных электронов. Увеличение тока вторичных электронов приводит к уменьшению потока нейтронов на единицу тока через трубку и к уменьшению ее эффективности.

Техническим результатом изобретения является увеличение выхода нейтронов снижение относительного смещения источника ионов и ускоряющего электрода, уменьшение отклонения пучка от оси.

Технический результат достигается тем, что в запаянной нейтронной трубке, содержащей трубчатый высоковольтный изолятор с манжетами, источник ионов дейтерия, ускоряющий электрод и тритиевую мишень, в трубчатом высоковольтном изоляторе со стороны торцов, перпендикулярных оси изолятора, выполнены аксиальные проточки, источник ионов и ускоряющий электрод установлены на воротниковых фланцах, внешний диаметр центральной части фланца равен диаметру проточки, а диаметр воротника больше диаметра проточки, но меньше внутреннего диаметра манжеты, центральная часть фланца плотно установлена в проточках, а воротник фланца прижат к торцам изолятора.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором схематично представлена запаянная нейтронная трубка, где 1 - трубчатый высоковольтный изолятор, 2 - манжеты, 3 - торцы трубчатого изолятора, 4 - источник ионов дейтерия, 5 - ускоряющий электрод, 6 - тритиевая мишень, 7 - аксиальные проточки у торцов трубчатого изолятора, 8 - центральная часть фланца, 9 - воротниковая часть фланца, 10 - пучок ионов.

Конструктивное решение обеспечивает плоскопараллельность и соосность источника ионов дейтерия 4 и ускоряющего электрода 5.

В процессе работы, благодаря соосности и плоскопараллельности указанных элементов 4 и 5, пучок ионов дейтерия 10 беспрепятственно проходит ускоряющий электрод 5 и практически полностью попадает на тритиевую мишень 6. Ускоренные ионы дейтерия 10 взаимодействуют с атомами трития, находящимися в мишени 6. В результате реакции ³H(d,n)⁴He образуются нейтроны.

Запаянная нейтронная трубка, содержащая трубчатый изолятор с манжетами, источник ионов дейтерия, ускоряющий электрод и тритиевую мишень, отличающаяся тем, что в трубчатом высоковольтном изоляторе со стороны торцов, перпендикулярных оси изолятора, выполнены аксиальные проточки, источник ионов и ускоряющий электрод установлены на воротниковых фланцах, внешний диаметр центральной части фланца равен диаметру проточки, а диаметр воротника больше диаметра проточки, но меньше внутреннего диаметра манжеты, центральная часть фланца плотно установлена в проточках, а воротник фланца прижат к торцам изолятора.

Похожие патенты:

Генератор нейтронов // 2357387

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

Способ сборки запаянных нейтронных трубок // 2357386

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. .

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.

Способ богданова создания и поддержания тока в плазме и устройство для его реализации // 2563574

Изобретение относится к средствам создания и поддержания тока в плазме. В заявленном изобретении предусмотрено создание вакуумированного объема средствами вакуумной откачки в токамаке в объеме, ограниченном катушкой тороидального магнитного поля. Далее внутрь реакторной камеры запускают газ, при этом в центральном соленоиде (1) изменяют ток. Изменением тока центрального соленоида в газе создают индукционное электрическое поле и индукционный электрический ток, стягивают плазму в шнур, затем путем продолжения изменения тока в центральном соленоиде поддерживают протекание тока в плазме. Соленоид предварительно электрически соединяют с первой системой магнитов (2). Предусмотрена также вторая система магнитов (10), соединенная с системой катушек полоидального магнитного поля (9), а также третья система магнитов (16), соединенная с катушкой (8) тороидального магнитного поля. Магниты первой, второй и третьей систем выполнены с возможностью перемещения посредством устройств изменения расстояния между магнитами (3), (11) и (17), а также с возможностью охлаждения до температуры жидкого гелия посредством криостатов и перевода в сверхпроводящее состояние. Техническим результатом является повышение КПД при создании и поддержании шнура с током в плазме, а также повышение длительности поддержания тока в плазме индукционным способом. 2 н. и 54 з.п. ф-лы, 19 ил.