Tub neutron impuls, bancă de brevete

Invenția poate fi utilizată în acceleratoare de joasă tensiune, instrumente geofizice, în special dezvoltarea generatoarelor de neutroni in impulsuri de cercetare geofizice si puturi comerciale prin exploatare de neutroni în impulsuri. Tubul neutronic pulsatoriu conține o carcasă ermetică vidă, în interiorul căreia există o sursă de ioni, un sistem optic ionic, un pick-up și o țintă saturată cu nuclide de hidrogen. Un detector de particule alfa, plasat în interiorul unui electrod adițional, amplasat la un unghi față de axa tubului cu neutron pulsat, opus țintei din imediata vecinătate a acestuia, este introdus în tubul neutronic pulsatoriu. electrod suplimentar este atât ecran sensibil la elementul detector, care este conductiv injectarea electrod suplimentar este conectat la carcasa, iar conductorul de semnal este izolat în raport cu corpul tubului de neutroni. Invenția face posibilă controlul randamentului de neutroni pe puls și poate fi utilizat în crearea unui generator de neutron pulsator, precum și în crearea echipamentului pentru detectarea substanțelor narcotice și explozive. 2, 3, 3.







DESCRIEREA INVENȚIEI LA PATENT

Invenția se referă la un dispozitiv pentru generarea unei pulsate fluxuri de neutroni rapizi, în special, într-un tub de mici dimensiuni cu neutroni lipite, și pot fi utilizate în acceleratori de joasă tensiune, instrumente geofizice, în special, dezvoltarea generatorului de neutroni in impulsuri pentru investigarea geofizică și producere sonde autentificându de neutroni în impulsuri ( INC).

Formată în deutronilor sursa de ioni sunt accelerate la țintă, provocând o reacție nucleară 3 N (d, n) 4 A 2 sau H (d, n) 3 El cu fluxul de emisie de neutroni rapizi cu energii de 14 MeV sau 2,5 MeV, respectiv. Debitul este măsurat prin activarea foliei de cupru, ceea ce permite determinarea fluxului mediu de neutroni rapizi pe secundă.

Între timp, fluxul de instabilități de la impuls la impuls este foarte mare (a se vedea. De exemplu, Kir'yanov GN et al. Colectia "de Știință și Tehnologie Nucleară", Ser. Aparatele de radiații, Moscova, Energoatomizdat, c. 1, 1983, p.44 .) și pentru interpretarea INC este de dorit să știe.

Tuburile neutronice cunoscute nu conțin un detector care să permită controlul randamentului neutronilor din puls, în timp ce acest parametru ar crește considerabil informativitatea și acuratețea metodelor INC.

Acest dezavantaj poate fi eliminat prin crearea unui tub sigilat cu neutroni (HT) cu un flux de neutroni monitor încorporat la care însoțește radiația alfa (emisă neutroni corespunde unei singure particule alfa).

Din mai multe motive, cum ar fi căldura sensibilă, nevoia de răcire, o mare de auto-capacitate, dimensiuni mari, un curent mare întuneric, semnal relativ scăzut / raportul de zgomot, în special la temperatură ridicată, acestea nu sunt adecvate pentru utilizare într-un HT mic sigilate, care trec tratament la temperatură ridicată, înainte de robinete cu un post de pompare.

detector diamant Cunoscut creat elementul LPI sensibil este o tăietură placă subțire într-un anumit mod de cristal de diamante naturale (a se vedea. De exemplu, KA Kozlov Konorova SF „Diamond Detector Nuclear Radiation“, fizica si tehnologie de Semiconductor, t . 4, 10, 1970, p. 1865 si AS URSS 224697, cl. G 21 G 4/02, 1968). Detectorul de diamant are o auto-capacitate scăzută, în mod substanțial lipsite de zgomot intrinsec, de dimensiuni mici și se încălzește la 600 ° C.

Dar chiar și acest detector de radiație alfa nu este lipsit de deficiențe din punctul de vedere al utilizării sale în NT:

100% eficienta detectarea particulelor alfa a fost obținută numai în cristale foarte mari și foarte pure lipsite de impurități de azot și bor, care este extrem de rar în natură (randamente cristale mai mici de 20%, la o respingere de mai mult de 80%), astfel încât costul de cristale este mare, nu menționează nevoia de platină contacte (Au). În plus, toate înregistrările sunt, de obicei în formă neregulată și variază în dimensiune, ceea ce face dificil să le instalați într-un mic HT.

Cel mai mare dezavantaj al diamantului natural a fost faptul că, la temperaturi ridicate (> 200 o C), zgomotul detectorului crește brusc.

În acest timp, au fost obținute diamante artificiale și pe baza lor s-au dezvoltat detectoare, elementul sensibil (CHE) fiind un cristal cu diamant sintetic (SA) cu dimensiuni frontale de 0,4-0,8 mm. Ele nu sunt aproape deloc inferioare diamantelor naturale (naturale), dar sunt mult mai ieftine.







Este cunoscut de asemenea despre cercetarea privind dezvoltarea detector de radiație alfa bazate pe SA cu conductibilitatea de tip p pentru măsurarea dozelor de radiații în probe biologice în medicină (vezi, de exemplu, diamante sintetice ca detectoare de radiații de camera de ionizare în medii biologice Keddy RJ Nam TL Burns RC .. - Phys. Med. Biol., UK, v.32, No. 6, p.751, 1987) pe o unitate de pompare continuă de dimensiuni mari.

În comparație cu un detector bazat pe diamante naturale, un astfel de detector detectează efectiv radiația alfa pe o gamă largă de energie și este destul de stabil în timp.

Prezenta invenție se referă la rezolvarea problemei de monitorizare a fluxului de neutroni, adică crearea unui astfel de NT în care ar fi monitorizată producția de neutroni din puls.

Acest obiectiv este atins prin faptul că tubul cunoscut de neutroni de impulsuri cuprinde un plic sigilat sub vid, în interiorul căruia se află o sursă de ioni, ion optic sistem reproducător și țintă saturate nuclides hidrogen particule alfa detector introduse dispus în interiorul electrodului suplimentar montat sub unghi față de tubul pulsat de neutroni axa opusă țintei în imediata sa apropiere, în care electrodul suplimentar este atât de sensibil ecran elementul detector Ing Editin conductor este conectat la corpul suplimentar electrod, iar conductorul de semnal este izolat față de carcasa tubului de neutroni, în care particulele detector alfa element de senzor este bazat pe un cristal de diamant sintetic și un detector de particule alfa poate fi configurată sub formă de elemente de senzor n, conectate în paralel.

In mici NT fluxuri de neutroni sunt mici, astfel încât elementul senzor (SE) detector trebuie amplasat în imediata apropiere a țintei, în acest caz, nu trebuie să stea în calea ionilor sunt accelerate la țintă, astfel încât suprafața de iradiat SE este la un unghi în regiunea țintă.

Invenția este ilustrată prin desene, în care Figura 1 prezintă proiectarea unui tub de neutroni în impulsuri cu țintă legată la pământ, Figura 2 - Tub de neutroni în impulsuri cu o țintă de înaltă tensiune și 3 - în impulsuri detector de neutroni tub particule alfa formate ca n sensibilă celule conectate în paralel.

tub de neutroni pulsata (vezi 1-3.) constă dintr-un exemplu, metal-sticlă, accelerând electrod carcasa 1, sigilate vacuum 2, o sursă de ioni de 3, un electrod adițional 4, care ecran elementul sensibil al detectorului 5, semnalul de curent plumb 6, injecția conductor de curent 7, sistemul de ioni optic format din electrod 2 și electrodul de accelerare 8 formare, getter 9 și ținta 10.

În Fig. 2 și 3 mai indică conductorul de înaltă tensiune 11 al țintei și inelul izolator 12.

O parte a învelișului 1, adiacent țintei 10, este realizată din metal. În cazul în care țintă 10 este împământată, nu există probleme cu alimentarea cu energie a particulelor detectorului 5 alfa, deoarece un electrod suplimentar 4 care este un ecran al elementului detector 5 și un țintă 10 au un potențial. În caz contrar, accelerarea tensiunii pe țintă 10 să fie alimentat prin ținta de ieșire de înaltă tensiune 11 (vezi fig. 2), iar detectorul este alimentat prin rezistențe de polarizare (nu sunt prezentate) și un inel izolant 12.

Detectorul alfa-particulei 5 (vezi fig.3) poate consta din mai mult de un element senzor conectat în paralel, care asigură o suprafață mare de planuri de cristal iradiat și, în consecință, o sensibilitate mai mare.

Principiul de funcționare al NT propus este după cum urmează. Extrași din sursa de ioni 3 deutronilor (sau amestec de deutronilor și tritoni) impuls de tensiune sunt accelerate la energii suficiente pentru reacții nucleare la un obiectiv de 10, tritiat (sau un amestec de deuteriu și tritiu), cu emisia de fluxuri de impulsuri de neutroni rapizi, și asociat fluxului alfa particule. Particulele alfa intră în elementul detector 5 și produc ionizarea, ceea ce duce la formarea perechilor de electroni. Sub influența unui câmp electric creat de tensiunea aplicată la detectorul 5, electronii și golurile sunt colectate la electrozii elementului senzor (SE). Procesul determină apariția de colectare dacă folosește circuitul exterior al curentului de ionizare, a cărui magnitudine este proporțională cu doza absorbită de radiații alfa. Curentul de ionizare este aplicat la intrarea convertorului de tensiune curent cu o pre-amplificare și apoi la intrarea amplificatorului. În cazul detector țintă sursă de alimentare împământată-HT este conceput ca un modul separat, dar în alte cazuri, o parte din tensiunea țintă prin divizorul de înaltă tensiune este alimentat la bornele detectorului. Astfel, detectorul convertește doza absorbită de radiație alfa la ea în semnal electric proporțional cu magnitudinea de ieșire (U).

Invenția propusă, în comparație cu soluțiile cunoscute, face posibilă monitorizarea unui tub neutron pulsatoriu, ceea ce face posibilă controlul randamentului de neutroni per impuls. Acesta poate fi utilizat la crearea unui generator de impulsuri de neutroni în gaura de sondă, care va pune în aplicare noi metode de exploatare forestieră neutroni impulsuri, care, la rândul său, va conduce la o mai mare eficiență și informativeness metodelor de cercetare geofizic INC. De asemenea, poate fi utilizat pentru a crea echipamente pentru detectarea substanțelor narcotice și explozive.

FORMULARUL INVENȚIEI

1. Tub de neutroni pulsata cuprinzând un plic sigilat sub vid, în interiorul căruia sunt dispuse: o sursă de ioni, sistem de ion optic și un nuclides hidrogen țintă getter saturate, caracterizat prin aceea că acesta a introdus un detector de particule alfa este plasat în interiorul electrodului suplimentar situat unghi față de tubul pulsat de neutroni axa opusă țintei în imediata sa apropiere, în care electrodul suplimentar este atât ecran elementul detector sensibil injectare tokopro apa care este conectat la corpul electrodului suplimentar, iar conductorul de semnal este izolat în raport cu corpul tubului de neutroni.

2. Tub neutron Pulsed conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că particulele alfa detector element de senzor este bazat pe un cristal de diamant sintetic.

3. Tub neutron Pulsed conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că detectorul de particule alfa poate fi configurată sub formă de elemente de senzor n, conectate în paralel.







Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare

Trimiteți-le prietenilor: