Лазерный источник дейтронов

 

АНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

ОПИС

Союз Советскид . Социалистичвскид

Республик (u> 719355

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 180978 (2!) 2664380/18-25 (51)М. Кл З с присоединением заявки йо

G 2! G 4/04

Государственный комитет

С С С Рно делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) У4К 621. 384. . 6 (088. 8) Опубликовано 070381.бюллетень N9 9

Дата опубликования описания 070381

В. М. Гулько, А. Э. Минц, Ю. И. Тоцкий, В. К. Рудишин, А. Я. Худенко, A. С. Цыбин и A. E. Шиканов (72) Авторы изобретения

Институт ядерных исследований AH Украинской ССР (7!) Заявитель (54) ЛАЗЕРНЫИ ИСТОЧНИК ДЕИТРОНОВ

Изобретение относится к технике плазменных источников ионов, а именно к устройствам для получения ионов дейтерия (дейтронов), применяемых в нейтронных генераторах и ускорителях.

Известны линейные ускорители дейтронов $1) . Однако такие источники дейтронов или представляют собой довольно громоздкие системы, или имеют малый ток дейтронов-на выходе.

-Известен также лазерный источник дейтронов )2), содержащий камеру, мишень, подложку и оптическую систему с лазером.

Исследования такого источника дейтронов выявили следующее: наиболее высокий импульсный ток дейтронов наблюдался при использовании мишеней из (С02) и 10, при этом была обнаружена значительная нестабильность тока от импульса к импульсу, достигаемая иногда 50%. Кроме того, воздействие первого импульса лазера на мишень иэ L10 зачастую вообще не приводило к появлению дейтронов в лазерном сгустке из-за наличия поверхностной пленки, образуемой в результате контакта мишени с атмосферой.

При использовании в качестве мишеней таблеток из дейтерированного металла, хорошо растворяющего водород, например Т i нестабильность, как правило, не превышала 10%, но импульсный ток дейтронов уменьшался по сравнению с мишенями иэ (С02)„ и Ю в 4"5 раз. Эти факты обуславливают недостаточно высокую эффективность прототипа.

Целью изобретения является одновременное увеличение тока дейтронов и стабильности.

Укаэанная цель достигается тем, что ь яшень выполнена в виде напыленяой на подложку последовательности чередукщихся слоев из дейтерида лития и дейтерида металла, растворяющего водород, оптическая система снабжена сканирукщим устройством и блоком управления для задания режима сканирования в зависимости от плотности мощности лазерного излучения на мишени и толщины отдельных ее напыленных слоев, при этом блок управления соединен с лазером и сканирующим устройством.

На чертеже схематически изображен предлагаемый лазерный источник дейЗО тронов.

3 — . 719355

Лазерный источник содержит камеру 1, подло>хку 2, мишень 3, оптическое окно 4, линзу 5, сканирующее устройство б, лазер 7, блок управления

8, высоковольтный ввод 9, вытягивающкй электрод 10, источник высокого напряженйя 11.

Источник дейтронов работает следующим образом.

Излучение лазера 7 фокусируется линзой 5 на мишейь 3, представляющую, как отмечено выше, последовательность бинарных с Гоев, причем по- верхностный слой составляет дейтерид металла, растворяющего водород. Прк этом в зависимости от типа испольэуеваях мишеней, которые мокнут разлкчасться толщкнами напиленных чередую- щихся слоев, устанавливается необходимый уровень плотности мощности, .фокусируемой на мишень так, чтобы эа один импульс снимался бинарный слой напыленного вещества (например, TiD и LID). Зависимость толщины снимаемого лазерным импульсом напыленного слоя от плотности мощности может быть оценена для данного типа лазера экспериментально. С другой стороны, необходимо заметить, что существует предел, накладывавмый на м айсимальное число слоев, которые мо>х- ио напилить на подложку.Эти соображния потребовали введение в состав оптической системы сканирующего устройства б, связанного с блоком управ ления 8, который задает программу сканирования, т. е. устанавливает число примененных импульсов излучения к данной точке мишенк (оно равно числу бинарных слоев), а затем подает сигнал на сканирующее устройство на перемещение пучка к другой точке. При фокусировке излучения на мишень образуется плазменный сгусток, содержащий дейтроны, которые вытягиваются из плазмы электрическим полем, создаваемым электродом 10, на который подается отрицательный потенциал от источника высокого напряжения 11.

Для ума.ньшения вероятности пробоев удобно использовать импульсный источник напряжения, запуск которого можно осуществлять, связывая его с системой запуска лазера 7.

Предложенный лазерный источник дейтронов в нейтронном генераторе да5 ет существейный положительный эффект, т. к. общий выход нейтронов генератора йройорционалей потоку ускоряемых к нейтроннообразующей мишени дейтронов и, следовательно, позволит его О увеличить в рамках генератора нейтронов с лазерным ионным источником в несколько раз прк сохранении той же стабильности.

Кроме тЬго, предложенный источник может бйть эффектйвйо использован в 5 качестве инжектора в линейных ускорителях и циклотронах.

4ормула изобретения

Лазерный источник дейтронов, содержащий камеру, мишень, подложку, оптическую систему с лазером, о тличающийся тем, no„с

2э целью одновременного увеличения тока дейтронов и стабильности, мишень выполнена в виде напиленной на подложку последовательности чередующихся слоев дейтерида лития и дей о терида металла, растворяющего водород, оптическая система снабжена сканирующим устройством и блоком управления для задания режима сканирования и зависимости от плотности мощности лазерного излучения на мишени и толщины отдельных ею напыленных слоев, прк этом блок управления соединен с лазером и сканирующим устройством, 40 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Баранов Л. И. др. "Малогабаритный линейный ускоритель дейтронов на эйергию 3 Мэв", сб. Ускорите4 ли, в. X1V, N., Атомиздат, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 324938, кл. G 21 q 3/04, опублик.

1969.

719355

Составитель E. Медведев

Редактор М. Кузнецова Техред И.усталою

Заказ 576/8 Тирак 476

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035р Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

Корректор.Н. Швьщкая

» «» «Цв»

Подписное