Блок излучателя нейтронов



Блок излучателя нейтронов
Блок излучателя нейтронов
Блок излучателя нейтронов

 


Владельцы патента RU 2491669:

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

Изобретение относится к области физического приборостроения, в частности к источникам нейтронного излучения, и предназначено для применения в аппаратуре элементного анализа вещества на основе нейтронно-радиационных методов. В заявленном блоке излучателя нейтронов нейтронная трубка установлена на корпусе блока питания при помощи двух опор, жестко закрепленных на плоскостях нейтронной трубки и корпусе блока питания, а высоковольтный цилиндрический электрод нейтронной трубки размещен относительно корпуса блока питания с кольцевым зазором, кольцевой зазор загерметизирован горообразной резиновой манжетой с фланцами, причем один фланец закреплен на торце нейтронной трубки другой на корпусе блока питания. Техническим результатом изобретения является повышение надежности, снижение габаритов и веса блока излучателя нейтронов. 3 ил.

 

Изобретение относится к области физического приборостроения, в частности к источникам нейтронного излучения, и предназначено для применения в аппаратуре элементного анализа вещества на основе нейтронно-радиационных методов.

Известен малогабаритный генератор нейтронов, содержащий нейтронную трубку и высоковольтный источник напряжения питания, выполненный на накопительном конденсаторе, включенном между высоковольтным источником питания и первичной обмоткой высоковольтного импульсного трансформатора (в случае биполярного питания - первичными обмотками высоковольтного импульсного трансформатора). Геофизическая аппаратура. Недра, вып.43, 1970 г., с.132-146. Однако этот генератор нейтронов имеет малый ресурс работы.

Известен скважинный импульсный нейтронный генератор, содержащий нейтронную трубку и схему питания нейтронной трубки, состоящую из накопительного конденсатора, двух высоковольтных импульсных трансформаторов. Патент Российской Федерации №71804, МПК: G21G 4/02, 2007. Генератор имеет большую длину, малый ресурс работы.

Известен блок излучателя нейтронов, содержащий нейтронную трубку, схему питания нейтронной трубки с высоковольтным трансформатором на входе источника постоянного напряжения и температурным компенсатором, выполненным в виде малогабаритного поршня, размещенного в отдельном корпусе, герметично закрепленном на корпусе блока. Патент Российской Федерации №2399977, МПК: G21G 4/02, 2009. Прототип.

Поверх нейтронной трубки и последовательно с ней расположенным блоком питания (умножителем напряжения) размещена многослойная бумажно-пленочная изоляция элементов схемы. Применяемые электроизоляционные материалы имеют низкую теплопроводность, потому температура тепловыделяющих элементов внутри объема генератора может на (60-100)°С превышать температуру окружающей среды, что приводит к быстрому старению изоляции и сокращению срока службы нейтронного генератора. Температурный компенсатор выполнен отдельным узлом в виде поршня с уплотнительными герметизирующими кольцами размещенного в отдельном герметичном корпусе. Для обеспечения термокомпенсации в заданном диапазоне температур необходимо обеспечить ход поршня, что приводит к существенному увеличению габаритов и массы нейтронного генератора.

Техническим результатом изобретения являются повышение надежности, снижение габаритов и веса.

Технический результат достигается тем, что в блоке излучателя нейтронов, содержащем нейтронную трубку с α-детектором, схему питания нейтронной трубки с высоковольтным трансформатором на входе источника постоянного напряжения и температурным компенсатором, размещенные в герметичном корпусе залитом жидким диэлектриком, отличающийся тем, что нейтронная трубка установлена на корпусе блока питания при помощи двух опор, жестко закрепленных на плоскостях нейтронной трубки и корпусе блока питания, а высоковольтный цилиндрический электрод нейтронной трубки размещен относительно корпуса блока питания с кольцевым зазором, температурный компенсатор выполнен в виде горообразной резиновой манжеты с фланцами, причем один фланец закреплен на торце нейтронной трубки другой на корпусе блока питания.

Сущность изобретения поясняется на фигурах 1, 2, 3.

На фиг.1 схематично представлен блок излучателя нейтронов, где 1 - нейтронная трубка, 2 - блок питания, 3 - опоры, 4 - высоковольтный цилиндрический электрод нейтронной трубки, 5 - кольцевой зазор, 6 - резиновая горообразная манжета, 7 - крепежные втулки, 8 - жидкий диэлектрик, 9 - многослойная высоковольтная изоляция, 10 - умножитель напряжения, 11 - металлический корпус выполнен из алюминиевого сплава, 12 - крышка.

На фиг.2 представлена конструкция горообразной резиновой манжеты. На фиг.3 представлен вид А, где 13 - фланцы горообразной резиновой манжеты.

Блок излучателя нейтронов содержит нейтронную трубку 1, установленную на корпусе блока питания 2 при помощи двух опор 3, жестко закрепленных на плоскостях нейтронной трубки 1 и корпусе блока питания 2 при помощи крепежных винтов. Высоковольтный цилиндрический электрод 4 нейтронной трубки 1 размещен относительно корпуса 11 блока питания 2 с кольцевым зазором 5. Кольцевой зазор 5 загерметизирован горообразной резиновой манжетой 6 с фланцами 13, один фланец закреплен на торце нейтронной трубки 1 другой на корпусе 11 блока питания 2 при помощи крепежных втулок 7 и винтов, жидкий диэлектрик 8, многослойная высоковольтная изоляция 9 уложена вокруг умножителя напряжения 10 и выводов "анод" и "катод".

Умножитель напряжения 10 размещен в корпусе 11 блока питания 2 и герметично закрыт крышкой 12.

Такое размещение и закрепление нейтронной трубки 1 позволяет получить малогабаритную, жесткую конструкцию излучателя нейтронов. При этом цилиндрический высоковольтный электрод 4 нейтронной трубки 1 механически разгружен и заполнен жидким диэлектриком 8.

При работе излучателя жидкий диэлектрик 8 меняет свою температуру от элементов нейтронной трубки 1 и схемы умножения, меняет свой объем в зависимости от температуры, а резиновая манжета 6 компенсирует это изменение объема. Происходит естественная циркуляция жидкого диэлектрика 8 из корпуса блока питания 2 в высоковольтный цилиндрический электрод 4 нейтронной трубки 1, что позволяет стабилизировать тепловой режим нейтронной трубки 1 (эффект насоса).

Таким образом, резиновая манжета 6 с фланцами играет роль разгружающего элемента внутри жесткой конструкции, а также функции температурного компенсатора, что и позволяет снизить габариты, массу и трудоемкость изготовления блока излучателя нейтронов.

Блок излучателя нейтронов, содержащий нейтронную трубку с α-детектором, схему питания нейтронной трубки с высоковольтным трансформатором на входе источника постоянного напряжения и температурным компенсатором, размещенные в герметичном корпусе, залитом жидким диэлектриком, отличающийся тем, что нейтронная трубка установлена на корпусе блока питания при помощи двух опор, жестко закрепленных на плоскостях нейтронной трубки и корпусе блока питания, а высоковольтный цилиндрический электрод нейтронной трубки размещен относительно корпуса блока питания с кольцевым зазором, температурный компенсатор выполнен в виде торообразной резиновой манжеты с фланцами, причем один фланец закреплен на торце нейтронной трубки, другой - на корпусе блока питания.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нейтронной технике, к средствам формирования потоков нейтронов высокой плотности и может быть использовано в экспериментальной нейтронной физике, ядерной геофизике, при анализе материалов, в том числе нейтронно-активационном анализе, и в других областях ядерной техники и технологии.

Изобретение относится к области электротехники, к источникам нейтронного и рентгеновского излучения и других подобных устройств, в частности к экранировке аппаратов и их деталей.

Изобретение относится к области физического приборостроения, в частности к источникам нейтронного излучения, предназначенным для проведения геофизических исследований нефтяных, газовых и рудных скважин.

Изобретение относится к области физического приборостроения, в частности к источникам нейтронного излучения, и предназначено для проведения геофизических исследований скважин импульсными нейтронными методами.

Изобретение относится к способам изготовления газонаполненных нейтронных трубок и формированию нейтронного потока. .

Изобретение относится к разведке и обнаружению скрытых масс или объектов с использованием радиоактивности, конкретно к разработке схем питания импульсных нейтронных генераторов.

Изобретение относится к анализу объектов радиационными методами с помощью нейтронного излучения. .

Изобретение относится к малогабаритным запаянным нейтронным трубкам и может быть использовано при разработке генераторов нейтронов для исследования геофизических и промысловых скважин.
Изобретение относится к ядерной технике и может быть использовано при изготовлении источников ионизирующего излучения на основе радиоактивных элементов. .

Изобретение относится к средствам для лучевой терапии, в частности к запаянным нейтронным трубкам, и может найти применение для внутриполостного и внутритканевого терапевтического облучения онкологических больных.

Изобретение относится к области создания ускоренных ионов в нейтронных трубках, применяемых в медицине, системах идентификации ядерных материалов, устройствах каротажа нефтегазовых скважин и в других областях. В заявленном изобретении в части объема герметичной колбы трубки генерируют плазму с помощью высокочастотного безэлектродного электрического разряда, осуществляют вытягивание ионов из зоны электрического разряда и их ускорение по направлению к располагаемой вне зоны разряда нейтронопроизводящей мишени. При этом используют безэлектродный высокочастотный разряд емкостного типа, а ускоряющее ионы электрическое поле создают приложением к плазме высокого положительного потенциала. Заявленное устройство содержит герметичную колбу, нейтронопроизводящую мишень в мишенной полости, а также расположенную вне колбы систему возбуждения высокочастотного безэлектродного электрического разряда для генерации плазмы в плазменной полости. Система возбуждения разряда содержит примыкающие к стенкам колбы электроды, возбуждающие разряд емкостного типа, в плазменную полость дополнительно введен потенциальный высоковольтный электрод, а заземленный экран-экстрактор с центральным отверстием герметично изолирован от объема колбы. Технический результат заключается в увеличении ресурса нейтронной трубки. 2 н.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к устройствам для генерации импульсных потоков быстрых нейтронов, в частности к портативным нейтронным генераторам с запаянными нейтронными трубками, и может быть использовано в низковольтной ускорительной технике, геофизическом приборостроении, в частности, при разработке импульсных генераторов нейтронов для исследования нефтегазовых и урановых скважин методом импульсного нейтронного каротажа. Заявленный скважинный генератор нейтронов содержит импульсную нейтронную трубку и детектор, чувствительный элемент которого выполнен из кристалла алмаза, в качестве детектора используется детектор быстрых нейтронов, чувствительный элемент детектора быстрых нейтронов закреплен на внешней стороне герметичной оболочки блока импульсной нейтронной трубки в непосредственной близости от мишени импульсной нейтронной трубки. При этом выходы чувствительного элемента подсоединены через двухпроводную линию к двум резисторам нагрузки, резисторы нагрузки соединены соответственно с источниками положительного и отрицательного напряжения смещения и с входами усилителя-преобразователя разностного сигнала. Техническим результатом является исключение погрешности измерения импульсного нейтронного выхода скважинного генератора нейтронов, обусловленной импульсными электромагнитными помехами и влиянием сопутствующего рентгеновского излучения. 1 ил.

Изобретение относится к ядерной физике и медицине и может быть применено для нейтронозахватной терапии злокачественных опухолей с использованием источника нейтронов, выполненного на основе ускорителя заряженных частиц. В заявленной системе формирования ортогонального пучка нейтронов генерация нейтронов осуществляется в результате взаимодействия пучка заряженных частиц, например пучка протонов, с мишенью, установленной внутри вакуумной камеры. Система формирования пучка включает в себя замедлитель, отражатель и поглотитель и формирует на выходе пучок эпитепловых нейтронов, ортогональный направлению распространения пучка заряженных частиц. При этом обеспечивается возможность поворота системы формирования пучка или ее части, содержащей замедлитель, относительно оси распространения пучка заряженных частиц за счет наличия системы вращения, установленной снаружи вакуумной камеры. Техническим результатом является обеспечение возможности изменения направления терапевтического пучка эпитепловых нейтронов относительно оси распространения пучка заряженных частиц, что позволяет направить нейтроны на пациента под любым углом, в частности под тем углом, под которым проведение терапии данной конкретной опухоли дает максимальный эффект. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к способу изготовления электродов и мишеней нейтронных трубок для генерации потоков нейтронов и может быть использовано при разработке генераторов нейтронов для исследования геофизических и промысловых скважин. В заявленном способе на электроды ионного источника (6) наносят покрытие из сплава Pd-Ba с составом Pd (98-99) вес.% и Ba (1-2) вес.%, толщиной от 1 до 5 мкм, проводят вакуумную дегазацию деталей с покрытием при температуре от (500 до 800)°C, в течение (1,5±0,5) часов, при рабочем напряжении (2,5±0,5) кВ ионного источника и вытягивающем отрицательном напряжении (от -20 до -30) кВ, устанавливают ток разряда в источнике ионов, соответствующий рабочему току нейтронной трубки с движением ионного пучка (5) между фокусирующим электродом (1) и ускоряющим электродом (2) по направлению к мишени (3), при увеличении значения разрядного тока более 250 мкА уменьшают давление в нейтронной трубке, снижая разрядный ток до исходной величины, фиксируют окончание роста разрядного тока в ионном источнике и прерывают процесс активирования, проводят реактивацию газогенератора, а затем выполняют высоковольтную тренировку трубки. Техническим результатом является повышение нейтронного потока и ресурса трубки. 2 ил.

Изобретение относится к конструктивным элементам ускорителей заряженных частиц, в частности к изоляторам нейтронных трубок, и может быть использовано при разработке нейтронных трубок и генераторов нейтронов. В заявленном осесимметричном изоляторном узле нейтронной трубки с ускоряющим электродом (3) изоляторы (1) выполнены в виде, по крайней мере, двух полых усеченных конусов, обращенных большими диаметрами друг к другу и соединенных с помощью пайки или термокомпрессионной сварки через кольцевую манжету (2) с кольцевым выступом по ее внутреннему диаметру. Кроме того, в заявленном устройстве установлен кольцевой подвижный компенсирующий элемент (4) с фиксирующим кольцом, между внешним и внутренним диаметрами которого выполнена кольцевая проточка. При этом по внешнему диаметру ускоряющего электрода выполнена кольцевая проточка, в кольцевой проточке ускоряющего электрода и в кольцевой проточке фиксирующего кольца установлена манжета с возможностью скольжения ее выступа. Техническим результатом является уменьшение продольной длины высоковольтных изоляторов трубки путем придания им формы усеченного конуса и увеличение электропрочности изолятора путем секционирования. 2 ил.

Изобретение относится к устройствам импульсных излучателей-генераторов разовых или многоразовых импульсов нейтронного и рентгеновского излучения. В заявленном скважинном импульсном нейтронном генераторе трансформаторы (2) и (3) залиты компаундом с диэлектрической проницаемостью, уменьшающейся с ростом температуры, конденсаторы (4), (6) и (7) залиты компаундом с диэлектрической проницаемостью, увеличивающейся с ростом температуры. При этом температурный компенсатор включает в себя резиновую мембрану (13), размещенную в корпусе (9) компенсатора и разделяющую компенсатор на две полости, одна из которых соединена с жидким диэлектриком, а другая заполнена инертным газом под давлением. Техническим результатом является стабилизация нейтронного потока в широком диапазоне температур, уменьшение габаритов и массы. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Использование: для излучения импульсов нейтронного и рентгеновского излучения. Сущность изобретения заключается в том, что скважинный излучатель нейтронов в охранном кожухе содержит вакуумную нейтронную трубку со схемой питания, состоящую из двух высоковольтных трансформаторов, накопительного конденсатора, схемы формирования ускоряющего импульса, выполненной по биполярной схеме, блока питания с коммутатором и схемой формирования импульса запуска коммутатора, при этом на мишенном и анодном электродах нейтронной трубки установлены теплопроводящие изоляторы, выполненные в виде полых цилиндров с кольцевыми проточками, имеющие тепловой контакт с электродами нейтронной трубки и внутренней поверхностью охранного кожуха. Технический результат: увеличение срока службы, повышение стабильности за счет снижения перегрева основных узлов излучателя, в том числе и нейтронной трубки, являющейся основным источником тепла, а также уменьшение габаритов и массы. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх