Импульсный генератор нейтронов

 

ИМПУЛЬСНЫЙ ГЕНЕРАТОР НЕЙТРОНОВ , содержащий нейтронную трубку с анодным электродом, охватывающим лазернзгю мишень, высоковольтный . трансформатор и конденсатор, о т л ичающийся тем, что, с целью повышения эффективности и упрощения конструкции генератора, лазерная ми- , шень соединена с анодным электродом через первичную обмотку трансформатора и конденсатор. S

,SU„„971068 (gg 4 Н 05 Н 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТВЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И А ВТОР СЛОВУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Д

1 Ф1

>pg / (21) 3274910/18-25 (22) 09,04,81 (46) 30.12.86. Бюл. Р 48 (7 1) Всесоюзный научно-исследовательский институт ядерной геофизики и геохимии (72) Л.А.Бахурова, Д.Ф.Беспалов, И,И.Вергун, А.З.Минц, Р.П.Плешакова, E,В,рябов, А.А.Старинский и А.Е.Шиканов (53) 533.9(088 8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 457406, кл. G 21 G 3/04, 1972.

Авторское свидетельство СССР

Ф 580725, кл. G 21 G 4/02, 1976. (54) (57) ИМПУЛЬСНЫЙ ГЕНЕРАТОР НЕЙТРОНОВ, содержащий нейтронную трубку с анодным электродом, охватываинцим лазерную мишень, высоковольтный трансформатор и конденсатор, о т л.ич а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности и упрощения конструкции генератора, лазерная ми-, шень соединена с анодным электродом через первичную обмотку трансформатора и конденсатор.

971068

Изобретение относится к области прикладной ядерной физики, в частности к устройствам для генерации импульсных нейтронных полей, предназначенных, например, для геофизических 5 применений.

Известны импульсные генераторы нейтронов (ИГН) с нейтронной трубкой, содержащей лазерно-плазменный ионный источник. На такой трубке можно полу10 чить нейтронный поток >10 " нейтр/с за счет увеличения эмиссионной способности ионного источника. Однако для указанного ИГН характерна нестабильность работы из-эа значительного

t5 статистического разброса времен срабатывания лазера и высоковольтного источника.

Наиболее близок к предлагаемому

ИГН, содержащий нейтронную трубку с анодным электродом, охватывающим лазерную мишень, высоковольтный трансформатор и конденсатор, при этом высоковольтный блок содержит коммутиру- 5 ющий элемент, расположенный перед трубкой на оптической оси системы и срабатывающий под действием лазерного. импульса. За счет этого достигается одновременный разряд емкостного накопителя энергии высоковольтного блока и образование лазерно-плазменного анода в трубке при воздействии излучения на лазерную мишень.

Реализация малогабаритного варианта такого ИГН, в частности, для нужд ядерной геофизики, сопряжена с некоторыми трудностями. Одной из них является необходимость размещения раз-, рядника со стороны оптического окна (передний торец трубки), а высоковольтного трансформатора — со стороны лазерной мишени (задний торец трубки), что усложняет конструкцию прибора и затрудняет формирование высоковольтного импульса с оптимальными параметрами.

Целью изобретения является повы.шение эффективности и упрощение конструкции ИГН.

Поставленная цель достигается тем, что в известном импульсном генераторе нейтронов, содержащем нейтронную трубку с анодным электродом, охватывающим лазерную мишень, высоковольтный трансформатор и конденсатор, лазерная мишень изолирована от анодного электрода, который соединен с ней через первичную обмотку трансформатора и конденсатор таким образом, что первичная обмотка трансформатора, конденсатор и лазерная мишень образуют последовательный контур. При этом отпадает потребность в лазерном разряднике, так как коммутация высоковольтной цепи происходит автоматиче-, ски через пространство между лазерной мишенью и анодом за счет носителей электрического заряда, содержащихся в плазме ионного источника.

На чертеже показан предлагаемый импульсный генератор нейтронов.

Генератор содержит импульсный лазер 1, сканирующее устройство 2, лазерную нейтронную трубку 3 с оптическим вводом 4, нейтроннообразующей мишенью-катодом 5, анодом 6, лазерной мишенью 7 и электрическими вводами

8. Кроме того, ИГН снабжен высоковольтным трансформатором 9, емкостным накопителем электрической энергии

10 и зарядным блоком 11.

Генератор работает следующим образом.

Импульс излучения лазера 1, сфокусированный оптической системой сканирующего устройства 2 на лазерную мишень, сделанную, например, иэ TiD, образует вблизи нее сгусток лазерной плазмы, инициирующей разряд в промежутке между лазерной мишенью и анодным. электродом трубки 6. В результате через этот промежуток происходит разряд накопительной емкости, заряжаемой от зарядного блока 11, через первичную обмотку высоковольтного трансформатора 9, соединенную с лазерной мишенью через герметичный электрический ввод, Во вторичной обмотке формируется отрицательный импульс ускоряющего напряжения с амплитудой> 100кВ, который подается на нейтроннообразующую мишень-катод 5, выполненную, например, иэ TiT.

Дейтроны, образуемые в лазерной плазме, вытягиваются с поверхности плазмы (плазменного анода) и ускоряются к мишени 5, где в результате ядерной реакции образуются нейтроны.

С помощью сканирующего устройства 2 осуществляется сканирование луча по лазерной мишени, что увеличивает ее долговечность. Очевидно, что вместо высоковольтного трансформатора в схеме может быть использован и другой генератор импульсных напряжений, например Аркадьева-Маркса.

3 971068 4

Предложенное техническое решение торое может быть эффективно использопозволяет реализовать удобное малога-,вано в народном хозяйстве, например, баритное устройство для генерации для проведения каротажа рудных или

%1 нейтронных потоков > 1О нейтр/с, ко- нефтегазовых скважин.

Редактор С.Титова

Техред Л.Сердюкова Корректор: О.Луговая

Заказ 7140/4 ° Т ра1765 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

«В

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4