Импульсный генератор нейтронов

 

O П И:C:À" Н И Е (11)580725

ИЗЬБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт.. с вид-ву (51)М. Кл. (22) Заявлено 21.06.76 (21) 2374196/25 с присоединением заявки Ж (23) П риоритет

G 21 G 4/02

Н Ol S 3/11

Веударстввииьй комитет СССР ао делам изобретений и открытий

Опубликовано 30.12 79. Бюллетень,% 48 (53) УДК621.384.6 (088.8) Дата опубликования описания 30,12.79 (72) Авторы изобретения

Д, Ф. Беспалов, Ю. А, Быковский, И. И. Вергун, К. И. Козловский, Ю. П. Козырев, P. К. Леонов, Б, И. Симагин, А. С. Цыбин и А. Е. Шиканов (71). Заявитель

Московский ордена Трудового Красного Знамени инженерно-физический институт (54) ИМПУЛЬСНЫЙ ГЕНЕРАТОР НЕЙТРОНОВ

Изобретение относится к области ядерной физики, в частности к устройствам для генерации импульсных нейтронных полей, используемым в ядерной геофизике для проведения импульсного нейтронного каротажа и активационного анализа в полевых условиях.

Известны импульсные генераторы нейтронов, используемые для целей ядерной геофизики. и активационного анализа, содержащие отпаянную нейтронную трубку, излучающую импульсные потоки нейтронов, блок питания ионного источника трубки, источник высоковольтного ускоряющего напряжения, а также блок модуляторов, служащий для синхронизации поджигающего импульса ионного источника нейтронной трубки и импульса ускоряющего напряжения .(11.

Однако сведения об импульсных нейтронных генераторах, содержащие отпаянные нейтронные трубки с лазерным источником ионов, отсутствуют. Использование таких трубок в импульсных генераторах нейтронов для указанных целей имеет свои конструктивные особенности, связанные с подводом энергии к источнику ионов в трубке с помощью лазерного излучения.

Известен портативньй импульсньй генератор нейтронов, содержащий отпаянную нейтронную трубку, блок питания ионного источника, источник ускоряющего напряжения и блок модулятора (21.

Максимальный нейтронный поток такого генератора с трубкой, вписывающейся в габариты скважины, и при ускоряющем напряжении не более 150 кВ не превышает величины

;10 н/с ввиду малого выхоцного тока источника дейтонов, Цель изобретения — увеличение нейтронно-

15 го выхода импульсного генератора нейтронов.

Это достигается тем, что предлагаемый импульсный генератор нейтронов содержит нейтронную трубку с лазерным источником ионов, питание которого осуществляется излучением частотного лазера, а блок модулятора содержит коммутирующий элемент, расположенный на трассе лазерного луча перед нейтронной трубкой.

580725 4

Разряд конденсатора через первичную обмотку индуцирует высоковольтный импульс во вторичной обмотке трансформатора, соединенной с электродом нейтронной трубки 1, на котором расположена лазерная мишень 2. Вместе с этим лазерное излучение, пройдя через коммутирующий разрядник, фокусируется лин зой 4 на дейтеросодержащую мишень 2 ионного источника, Образующийся плазменный сгусток, содержащий дейтоны, разлетается от мишени 2 и подходит к ускоряющему промежутку между электродами в момент эффективного значения величины ускоряющего напряжения. Дейтоны вытягиваются и ускоряются к нейтронной мишени 3, при бомбардировке которой в результате ядерной реакции

T(d,n) 4 Не образуются быстрые нейтроны.

Использование в нейтронной трубке лазерного источника дейтонов позволяет существенно, не менее, чем на порядок, увеличить ток дейтонов за счет более эффективной ионизации образующегося плазменного сгустка. Такая возможность обусловлена эффективным преобразованием энергии излучения в нагрев и ионизацию лазерной плазмы и ее.быстрым расширением, приблизительно 10 см/с, способствующим сохранению высокой степени ионизации на поздних стадиях разлета.

Расположение коммутирующего элемента на трассе лазерного луча перед трубкой и включение его непосредственно в цепь первичной обмотки импульсного высоковольтного трансформатора, являющегося основным элемен том источника ускоряющего напряжения, позволяет более эффективно осуществить требуемую синхронизацию по сравнению с исполь; зуемой в импульсных генераторах нейтронов системой синхронизации на основе электрической схемы запуска коммутирующего элемента.

Длительность импульса тока дейтонов в лазерной нейтронной трубке составляет 10 с.

Такое включение коммутирующего элемента блока модулятора в схеме импульсного генератора нейтронов позволяет получить степень синхронизации импульса излучения и ускоряющего импульса на уровне 10 с и упростить конструкцию блока модулятора, применяемого в известных генераторах.

Увеличение тока дейтонов в нейтронной трубке и эффективное ускорение их к нейтронной мишени позволяет IIoBbIGHTb нейтронный выход генератора, На чертеже показаны основные элементы предлагаемого генератора: отпаянная нейтронная трубка 1 с лазерной мишенью 2 и нейтронной мишенью 3, фокусирующая линза 4, частотный лазер 5, блок модулятора 6 с коммутирующим разрядником 7 и источником 8 постоянного напряжения, источник 9 ускоряющего напряжения, содержащий импульсный высоковольтный трансформатор 10 и накопительный конденсатор 11;

Генератор работает следующим образом.

Импульс излучения (или его часть) лазера

5, проходя через коммутирующий разрядник 7 инициирует пробой межэлектродного промежутка, вызывая разряд накопительного конденсатора 11 через первичную обмотку импульсного высоковольтного трансформатора 10.

Предлагаемый импульсный генератор нейтро2О нов позволяет получить выход нейтронов на уровне 10 н/с и выше. При этом сохраняются габариты излучателя нейтронов (нейтронной трубки) и величина ускоряющего напряжения.

Увеличение нейтронного выхода генератора

25 позволяет увеличить радиус исследования пласта методом импульсного нейтронного каротажа, повышает геологическую эффективность ядерно-физических исследований в полевых условиях.

Формула изобретения

Импульсный генератор нейтронов, содержащий отпаянную нейтронную трубку, блок питания ионного источника, источник ускоряющего напряжения, блок модулятора, о т л и. ч а юшийся тем, что, с целью увеличения нейтронного выхода, генератор содержит нейтрон40 ную трубку с лазерным источником ионов, в качестве блока питания ионного источника применен частотный лазер, а блок модулятора содержит коммутирующий элемент, расположенный на трассе лазерного луча перед нейтрон4s ной трубкой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кирьяков Г. И. Сб. Ядернофизйческие методы анализа вещества, М., Атомиздат, 1971, о с. 279-287.

2. Сб. Радиационная техника, вып. 4, M., Атомиэдат, 1970, с. 325 — 330.

580725

Составитель Е. Медведев

Техред З.Фанта Корректор О. Ковинская

Редактор Т, Колодцева

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4

Заказ 8279/50 Тираж 516 Подписное

ПНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5