Каскадный умножитель блока излучателя нейтронов

Изобретение относится к источнику нейтронного излучения, предназначенному для проведения геофизических исследований нефтяных, рудных и газовых месторождений нейтронными методами. В заявленном каскадном умножителе блока излучателя нейтронов каждый каскад состоит из высоковольтных диодов, высоковольтного пленочного конденсатора повышающей и высоковольтного пленочного конденсатора выравнивающей колонны и при этом дополнительно содержит две монтажные платы из нефольгированного стеклотекстолита с отверстиями, в которых зажаты металлические шарики в количестве 2М+2, где М=1, 2,…, причем на одной плате высоковольтные диоды в количестве 2М, где М=1, 2,…, соединены друг с другом последовательно паяным соединением на металлических шариках. На другой плате паяным соединением на металлических шариках последовательно соединены между собой высоковольтные пленочные конденсаторы повышающей колонны, а высоковольтные пленочные конденсаторы выравнивающей колонны, соединенные между собой на металлических шариках последовательно при помощи пайки, закреплены таким образом, чтобы в их полости оказались монтажные платы с высоковольтными пленочными конденсаторами повышающей колонны, запаянные на металлических шариках. Техническим результатом является упрощение монтажа каскадного умножителя и повышение прочности всей конструкции блока излучателя. 5 ил.

 

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

Известны конструкции (см., например, конструкцию серийно выпускаемого излучателя нейтронов ИНГ-06 «Сборник материалов межотраслевой научно-технической конференции «Портативные генераторы нейтронов и технологии на их основе», Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им Н.Л. Духова 2004 г, с. 80), содержащий нейтронную трубку, схему питания мишени нейтронной трубки с каскадным умножителем напряжения, высоковольтным трансформатором, ограничительным высоковольтным резистором и термокомпенсатором сильфонного типа, где используется печатный монтаж для элементов умножителя напряжения.

Также известен нейтронный генератор МФНГ-601 разработки ООО НЛП Энергия («Сборник материалов межотраслевой научно-технической конференции «Портативные генераторы нейтронов и технологии на их основе», Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им Н.Л. Духова, 2013 г., с. 123), содержащий нейтронную трубку, схему питания мишени нейтронной трубки с каскадным умножителем напряжения, высоковольтным трансформатором, ограничительным высоковольтным резистором и термокомпенсатором сильфонного типа.

Общим недостатком этих конструкций с использованием печатного монтажа высоковольтных элементов схемы умножения является ненадежность указанного решения, т.к. фольговые элементы печатного монтажа, имеющие толщину ~30 мкм и ориентированные в сторону корпуса прибора, создают повышенную напряженность электрического поля, способную привести к пробою диэлектриков изоляции. Дополнительные меры по усилению электропрочности (экраны, увеличение зазоров, усложнение изоляции) усложняют и удорожают конструкцию излучателя.

Прототипом является известный «Блок излучателя нейтронов» (патент РФ RU 2399977 C1, МПК G21G 4/02, опубликован 20.09.2010), содержащий нейтронную трубку, схему питания нейтронной трубки с умножителем напряжения и высоковольтным трансформатором на входе и температурный компенсатор.

Высоковольтный умножитель выполнен каскадным и каждый каскад представляет собой отдельный модуль, состоящий из двух коаксиально расположенных цилиндрических конденсаторов, последовательно соединенных с цилиндрическими конденсаторами других каскадов. Каскады умножителя напряжения и элементы источника питания соединены между собой плавающими контактами «штырь-гнездо». Однако соединение между собой каскадов умножителя и высоковольтного трансформатора с ним с помощью контактов «штырь-гнездо» имеет ряд недостатков. Ненадежность соединения «штырь-гнездо» в осевом направлении при извлечении сборки из корпуса приводит к их расстыковке. Дополнительные элементы конструкции, способствующие более прочному соединению между собой модулей умножителя и трансформатора, существенно усложняют и удорожают конструкцию блока излучателя. Кроме этого монтаж высоковольтных диодов в полости между коаксиально расположенными конденсаторами повышающей и выравнивающей колонны делает его сложным со свободно расположенными диодными цепями по огибающей диаметра конденсаторов повышающей колонны, что в свою очередь приводит к ослаблению механической прочности конструкции. Кроме этого высоковольтные диоды расположены в замкнутом объеме модулей умножителя, что в условиях отсутствия теплообмена может приводить к их перегреву.

Недостатками прототипа являются сложность монтажа каскадного умножителя и малая прочность всей конструкции блока излучателя.

Техническим результатом изобретения является упрощение монтажа каскадного умножителя и повышение прочности всей конструкции блока излучателя.

Технический результат достигается тем, что каскадный умножитель блока излучателя нейтронов, каждый каскад которого состоит из высоковольтных диодов, высоковольтного пленочного конденсатора повышающей и высоковольтного пленочного конденсатора выравнивающей колонны, дополнительно содержит две монтажные платы из нефольгированного стеклотекстолита с отверстиями, в которых зажаты металлические шарики в количестве 2М+2, где М=1, 2,…, причем на одной плате высоковольтные диоды в количестве 2М, где М=1, 2,…, соединены друг с другом последовательно паяным соединением на металлических шариках, на другой плате паяным соединением на металлических шариках последовательно соединены между собой высоковольтные пленочные конденсаторы повышающей колонны, а высоковольтные пленочные конденсаторы выравнивающей колонны, соединенные между собой на металлических шариках последовательно при помощи пайки, закреплены таким образом, чтобы в их полости оказались монтажные платы с высоковольтными пленочными конденсаторами повышающей колонны, запаянные на металлических шариках.

В конструкцию добавлены две платы из нефольгированного стеклотекстолита, в которых зажаты металлические шарики, и, в отличие от прототипа, вся нагрузка будет ложиться на добавленные платы и шарики, максимально снижая нагрузку на выводы высоковольтных диодов и высоковольтных конденсаторов, тем самым увеличивая прочность конструкции не только умножителя, но и всего блока. Пайка на надежно зажатых металлических шариках значительно облегчает монтаж высоковольтных диодов и высоковольтных конденсаторов повышающей и выравнивающей колонн, в отличие от применяемого контакта «штырь-гнездо», так как контакт «штырь-гнездо», использованный в прототипе, очень сложен.

Изобретение поясняется чертежами, где:

на фиг. 1 представлена блок-схема блока излучателя нейтронов;

на фиг. 2 представлена схема монтажа высоковольтных диодов на плате умножителя;

на фиг. 3 изображена схема монтажа конденсаторов повышающей колонны (обратная сторона платы умножителя);

на фиг. 4 - общий вид умножителя напряжения и на фиг. 5 показана схема монтажа умножителя напряжения.

Принятые обозначения:

1 - Температурный компенсатор;

2 - Высоковольтный трансформатор;

3 - Блок умножителя напряжения;

4 - Ограничительный резистор;

5 - Теплоотвод;

6 - Нейтронная трубка;

7 - Высоковольтная изоляция;

8 - Металлический корпус;

9 - Трансформаторное масло;

10 - Монтажная плата;

11 - Металлические шарики;

12 - Высоковольтные пленочные конденсаторы повышающей колонны;

13 - Высоковольтные диоды;

14 - Высоковольтные пленочные конденсаторы выравнивающей колонны.

Блок излучателя состоит из нейтронной трубки 6, установленного на ней теплоотвода 5, ограничительного резистора 4, блока умножителя напряжения 3, высоковольтного трансформатора 2 и температурного компенсатора 1, размещенных в металлическом корпусе 8, заполненном трансформаторным маслом 9. Высоковольтная часть блока излучателя отделена от корпуса высоковольтной изоляцией 7.

Элементы конструкции блока умножителя напряжения 3 смонтированы на монтажной плате 10, изготовленной из двух частей на базе нефольгированного стеклотекстолита, между которыми расположены в местах, определяемых топологией монтажа, металлические шарики 11 с отверстиями для фиксации и пайки выводов высоковольтных диодов 13 и конденсаторов 12 и 14. Причем металлические шарики 11 установлены в полости, образованные при сверлении отверстий в плате 10, и зафиксированы между платами 10 неподвижно.

Высоковольтные диоды 13 монтируются на одной стороне монтажной платы 10, а высоковольтные конденсаторы 12 повышающей колонны на другой. При этом согласно электрической и монтажной схемам все диоды 13 и высоковольтные конденсаторы повышающей колонны 12 и выравнивающей колонны 14 соединятся последовательно.

Конденсаторы 14 выравнивающей колонны монтируются коаксиально конденсаторам 12 повышающей колонны, при этом они их экранируют от влияния переменной высокочастотной составляющей, протекающей в повышающей колонне, и снижают паразитные потери. Монтаж высоковольтных диодов 13 производится с использованием массивных металлических шариков 11, которые отбирают на себя часть тепла, выделяемого диодами 13, а следовательно, выполняют роль радиаторов и, учитывая активный теплообмен в открытом объеме масла всей монтажной платы 10, создаются более приемлемые условия для теплообмена.

Высоковольтный трансформатор 2 подключается на вход умножителя напряжения 3 разъемно с помощью резьбового соединения к плате умножителя напряжения 3 и образует совместно с компенсатором 1 единую жесткую конструкцию. Аналогично производится монтаж высоковольтного ограничительного резистора 4 на монтажную плату 10. Таким образом, решается задача легкой установки конструкции, размещаемой внутри корпуса прибора 8, а именно: нейтронной трубки 6, ограничительного резистора 4, блока схемы умножения 3, высоковольтного трансформатора 2 и термокомпенсатора 1 поршневого типа. При этом существенно упрощается монтаж элементов электрической схемы, повышается механическая прочность конструкции и сохраняется ее ремонтопригодность.

Блок излучателя работает следующим образом.

На первичную обмотку трансформатора 2 подается низковольтный сигнал формы меандра с постоянной частотой. Выходной же синусоидальный сигнал, усиленный в N раз, трансформатора 2 поступает на вход каскадного умножителя напряжения 3, высоковольтные конденсаторы 12 повышающей колонны и 14 выравнивающей колонны и высоковольтные диоды 13 которого смонтированы на плате 10 из нефольгированного стеклотекстолита с металлическими шариками 11, расположенными в отверстиях стеклотекстолита. Каскадный умножитель 3 выпрямляет и умножает напряжение, полученный сигнал через ограничительный резистор 4 попадает на нейтронную трубку 6. На трубке установлен теплоотвод 5.

Термокомпенсатор 1 предназначен для компенсации изменения объема жидкого диэлектрика (из-за изменения температуры окружающей среды) путем изменения положения поршня в компенсаторе.

На высоковольтную часть блока излучателя (каскадный умножитель, ограничительный резистор и нейтронная трубка) намотана пленочная высоковольтная изоляция 7.

Весь блок излучателя расположен в металлическом корпусе 8 и залит жидким диэлектриком, например трансформаторным маслом 9.

Каскадный умножитель блока излучателя нейтронов, каждый каскад которого состоит из высоковольтных диодов, высоковольтного пленочного конденсатора повышающей и высоковольтного пленочного конденсатора выравнивающей колонны, отличающийся тем, что дополнительно содержит две монтажные платы из нефольгированного стеклотекстолита с отверстиями, в которых зажаты металлические шарики в количестве 2М+2, где М=1, 2,…, причем на одной плате высоковольтные диоды в количестве 2М, где М=1, 2,…, соединены друг с другом последовательно паяным соединением на металлических шариках, на другой плате паяным соединением на металлических шариках последовательно соединены между собой высоковольтные пленочные конденсаторы повышающей колонны, а высоковольтные пленочные конденсаторы выравнивающей колонны, соединенные между собой на металлических шариках последовательно при помощи пайки, закреплены таким образом, чтобы в их полости оказались монтажные платы с высоковольтными пленочными конденсаторами повышающей колонны, запаянные на металлических шариках.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области физико-химического разделения радионуклидов, в частности к способу получения радионуклида стронция-82, и может быть использовано в ядерной медицине.

Изобретение относится к технологии получения радиоизотопов для ядерной медицины на ускорителях заряженных частиц. Способ получения радиоизотопа стронций-82 (82Sr) по реакции Rb(p,xn)82Sr включает облучение мишени протонами, в качестве которой используют раствор или расплав одного или нескольких химических соединений рубидия или их взвесь в жидком носителе, и осуществление их циркуляции в замкнутом контуре через зону облучения протонами, нарабатывая в мишени по реакции 85Rb(p,4n)82Sr и(или) реакции 87Rb(p,6n)82Sr радиоизотоп 82Sr, и выделение 82Sr из облученной мишени после облучения или непосредственно во время облучения радиохимическим методом.

Изобретение относится к области получения короткоживущих радиоактивных фармацевтических препаратов в количествах порядка единичной дозы. Генератор биомаркеров включает в себя ускоритель частиц и систему микросинтеза радиоактивных фармацевтических препаратов.

Изобретение относится к области радиохимии и может быть использовано в технологии получения радиоактивных изотопов и аналитической химии. Способ разделения радионуклидов кадмия и серебра включает растворение облученного серебра в азотной кислоте, упаривание раствора, растворение образовавшихся нитратов в аммиачном растворе, восстановление серебра до металла в аммиачной среде сернокислым гидроксиламином при рН более 6 и при мольном отношении сернокислого гидроксиламина к серебру более 1, отделение осадка металлического серебра от маточного раствора, содержащего кадмий-109 и осаждение из маточного раствора любого малорастворимого соединения кадмия.
Изобретение относится к области получения радиоактивных материалов, в частности к обработке облученного сырья, которое может быть использовано для производства закрытых источников ионизирующих излучений для радиационно-химических гамма-установок.
Изобретение относится к области получения радиоактивных изотопов, а более конкретно к технологии получения радиоактивного изотопа никель-63, используемого в производстве бета-вольтаических источников тока.

Изобретение относится к реакторной технологии получения радионуклидов и может быть использовано для производства радионуклида 63Ni, являющегося основой для создания миниатюрных автономных источников электрической энергии с длительным сроком службы, работающих на бета-вольтаическом эффекте.

Изобретение относится к ядерной технике и может быть использовано при изготовлении источников ионизирующего излучения (ИИИ) медицинского назначения. Способ включает в себя заполнение капсулы источниками ионизирующего излучения.

Изобретение относится к ядерной технике и может быть использовано при изготовлении источников для медицинских целей. Источники ионизирующего излучения (ИИИ) в виде заготовок из кобальта диаметром 1 мм и длиной 1 мм, заранее складированные в открытом бункере, порционно транспортируются сепаратором через узел загрузки в капсулу.

Изобретение относится к средствам извлечения полученных в результате облучения целевых компонентов из мишени. В заявленном способе предусмотрено выполнение мишени (19) в виде цилиндра с центральным стержнем, позиционированным по центру цилиндра двумя пробками, герметизация мишени с двух сторон и заполненение кольцеобразного пространства целевыми компонентами.

Изобретение относится к ядерной технике и предназначено для обеспечения контролируемого пуска реактора путем вывода реактора на рабочий уровень мощности после штатных и нештатных остановок. Рабочий источник нейтронов содержит оболочку с расположенными в ней активными элементами в виде изотопов сурьмы и бериллия, которые помещены в ампулу, выполненную в виде коаксиальной конструкции. При этом над или под ампулой располагается газосборник или два газосборника располагаются по одному над и под ампулой. Изобретение обеспечивает создание дополнительных барьеров безопасности между теплоносителем и материалами активной части источника нейтронов, повышение ресурса безаварийной работы источника нейтронов, его надежности и долговечности. 17 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к вакуумной нейтронной трубке и может быть использовано при разработке генераторов нейтронов для активационного анализа сплавов и соединений. Заявленная вакуумная нейтронная трубка содержит герметично запаянный изоляционный корпус (1), в котором размещены управляемый трехэлектродный источник ионов, анод (4) и катод (2) которого насыщены изотопом водорода, мишень (6, 7, 8), газопоглотитель (5), оснащена дополнительным идентичным управляемым трехэлектродным источником ионов и газопоглотителем. При этом мишенный электрод (6) содержит две симметричные мишени (7, 8), насыщенные одним или разными изотопами водорода, и расположен посередине корпуса, на торцах которого напротив накладных мишеней размещены управляемые трехэлектродные источники ионов. Техническим результатом является повышение ресурса работы при расширении функциональных и эксплуатационных возможностей вакуумной нейтронной трубки. 1 ил.

Изобретение относится к источнику нейтронного излучения, предназначенному для проведения геофизических исследований нефтяных, рудных и газовых месторождений нейтронными методами. В заявленном каскадном умножителе блока излучателя нейтронов каждый каскад состоит из высоковольтных диодов, высоковольтного пленочного конденсатора повышающей и высоковольтного пленочного конденсатора выравнивающей колонны и при этом дополнительно содержит две монтажные платы из нефольгированного стеклотекстолита с отверстиями, в которых зажаты металлические шарики в количестве 2М+2, где М1, 2,…, причем на одной плате высоковольтные диоды в количестве 2М, где М1, 2,…, соединены друг с другом последовательно паяным соединением на металлических шариках. На другой плате паяным соединением на металлических шариках последовательно соединены между собой высоковольтные пленочные конденсаторы повышающей колонны, а высоковольтные пленочные конденсаторы выравнивающей колонны, соединенные между собой на металлических шариках последовательно при помощи пайки, закреплены таким образом, чтобы в их полости оказались монтажные платы с высоковольтными пленочными конденсаторами повышающей колонны, запаянные на металлических шариках. Техническим результатом является упрощение монтажа каскадного умножителя и повышение прочности всей конструкции блока излучателя. 5 ил.

Наверх