Invenția se referă la un dispozitiv pentru generarea fluxului de impulsuri de neutroni rapizi, în special o închisă ermetic de mici dimensiuni a tubului de accelerare, și poate fi utilizat în tehnologia de accelerator sau logare instrument, de exemplu, un generator de neutroni în impulsuri scopuri economice naționale, destinate metodelor bine testare pulsate logare neutroni . Rezultatul tehnic este acela de a crește stabilitatea sursei de ioni, durata sa de viață și de a crește astfel stabilitatea fluxului de neutroni și neutroni durata de funcționare a tubului de vid. Conform invenției, vidul din interiorul tubului de neutroni care cuprinde o țintă carcasă etanșată sub vid saturat cu izotopi mai grei ai sistemului de ioni optic de hidrogen pentru formarea electrozilor și accelerarea fasciculului de ioni, un mijloc de menținere a presiunii de operare și intrinsec ion tipul sursei de arc. Sursa de ioni cuprinde un catod, anod și ignitor, și un magnet permanent de formă cilindrică cu un câmp magnetic axial neomogen care acoperă anod și dispus coaxial cu electrozii sursei de ioni. Imediat sub catodul sursei de ioni este localizat un magnet permanent plat magnetizat axial. Caracterizat prin aceea că magnetul permanent de formă cilindrică cu un câmp magnetic axial-neomogenă și o față plană axial magnetizat permanent magnet reciproc cu poli opuși. 2 z.p. f-ly, 1 il.
Desene la brevetul Federației Ruse 2316835
Invenția se referă la un dispozitiv pentru generarea fluxului de impulsuri de neutroni rapizi, în special o închisă ermetic de mici dimensiuni a tubului de accelerare, și poate fi utilizat în tehnologia de accelerator sau logare instrument, de exemplu, un generator de neutroni în impulsuri scopuri economice naționale, destinate metodelor bine testare pulsate logare neutroni .
Principiul de funcționare al acestui tub de neutroni în vid este formarea și îndepărtarea ionilor de hidrogen nuclides sursa de ioni (deuteriu, tritiu, sau amestecuri ale acestora), în formarea și un fascicul de ioni accelerarea ionilor prin sistemul de ioni optic în direcția electrodului țintă. În interacțiunea accelerat la o energie de 130 de ioni keV E, cum ar fi deutronilor cu nuclee de tritiu sau deuteriu conținute în țintă, o reacție nucleară se produce
T (d, n) 4 He sau D (d, n) 3 He
cu eliberarea de neutroni cu o energie de 14 sau respectiv 2,5 MeV.
Acest tub are o gamă extinsă de specificații tehnice (de exemplu, poate fi operat cu o rată de repetiție ridicată puls și are o durată de viață crescută) în comparație cu alte tuburi de neutroni cu vid, cu condiția ca acestea să aibă aceleași dimensiuni geometrice, comutarea circuitelor și modurile de funcționare.
Un dezavantaj al acestor tuburi este stabilitatea scăzută a fluxului de neutroni, în principal legate de instabilitatea de funcționare a sursei de ioni, al cărui principiu implică haotic (non-uniform, discontinuu) caracterul mișcării spotului catodic pe suprafața de lucru a catodului, și formarea de pete cu catod de deuteriu sărăcit (inactiv) suprafețele catodului.
Cu toate acestea, dispozitivul cunoscut are următoarele dezavantaje: în primul rând, are o stabilitate suficient de mare, datorită faptului că capetele câmpului magnetic de inducție în spirală este mică, care nu controlează efectiv mișcarea spoturilor catod pe electrozii sursei de ioni, și în al doilea rând, utilizarea un solenoid (helix) nu poate fi de dimensiuni mici, tuburi cu vid sigilata cu neutroni mijloace de pompare pasive, cum ar fi un getter; În al treilea rând, este nevoie de o sursă de alimentare separată, care este mai mult decât o sursă de căldură generator de neutroni impulsuri, în plus, nu poate fi pusă în aplicare într-un spațiu mic.
Designul sursei pulsului presupune plasarea unui magnet permanent de formă cilindrică, care acoperă anodul și care este localizat coaxial cu electrozii sursei de impulsuri. Inducția câmpului magnetic în centrul magnetului pe axa lui B 0 = 0, iar la capetele B = 25-30 mT, forma liniilor de forță la capete fiind "în formă de fascicul" sau "în formă de vânt". Acest câmp este proiectat pentru a stabiliza mișcarea petelor catodice pe suprafața conică a catodului.
După cum se arată în studiile experimentale, utilizarea unui câmp magnetic neomogen axial, ale cărui linii de forță sunt tangente la suprafața catodului, permite într-adevăr să crească stabilitatea sursei de ioni și, în consecință, fluxul de neutroni al tubului.
Dar acest dispozitiv nu este, de asemenea, lipsit de deficiențe. Deși domeniul acestei configurații este capabil să mențină spoturile cu catod în zona de lucru a catodului, dar acest lucru nu este suficient: este necesar ca acestea să se deplaseze de-a lungul căii circulare a catodului, „scanat“ suprafața de lucru a catodului. Dar, în acest caz, valoarea momentului forței câmpului magnetic extern este insuficient pentru a „transforma“ pete de catod pe orbite circulare, în special pe baza inferioară a suprafeței conice a catodului. Alunecarea se produce pete de catod cu suprafața conică a catodului de lucru „în jos“ zonă. În locurile în care distanța dintre catod și anod este minim, are loc eroziunea mai severe de catod, mai frecvente „Scurtcircuitarea“ și defalcările care aparent manifestat ca nefuncționare a sursei de ioni, iar aceasta la rândul său, duce la o reducere a stabilității randamentului neutronilor și durata de viață a neutronului vacuum tub.
Invenția se referă la rezolvarea problemei de creștere a stabilității funcționării sursei de ioni, a duratei sale de viață și, prin urmare, a creșterii stabilității fluxului de neutroni și a duratei de viață a tubului cu neutroni de vid prin schimbarea structurii.
Acest lucru se realizează prin aceea că tubul de neutroni cu vid care conține în interior o țintă carcasă etanșată sub vid saturat cu izotopi mai grei ai sistemului de ioni optic de hidrogen de electrozi pentru generarea și accelerarea fasciculului de ioni, mijloace pentru menținerea presiunii de lucru și sursa de ioni de tip intrinsec cu arc, care cuprinde catod , anodul și ignitor, magnetul permanent de formă cilindrică cu un câmp magnetic axial neomogen care acoperă anod și dispus coaxial cu electrozii sursei de ioni, a pus plat un magnet permanent magnetizate axial este dispus direct sub catod sursei de ioni, în care magnetul permanent este de formă cilindrică, cu un câmp magnetic axial-neomogenă și o față plană axial magnetizat permanent magnet reciproc cu poli opuși, în care un magnet plat axial magnetizat este fabricat dintr-un aliaj capabil să reziste la tratament termic neutronul temperatură vacuum tuburile de pe stația de pompare fără pierderi de inducție de câmp magnetic și între un plan adițional axial magnetizat Magnetul permanent și catodul sursei de ioni pot fi folosite pentru a plasa un electrod dintr-un material transparent pe câmpul magnetic.
Esența invenției este explicată în desen, care prezintă schematic construcția tubului cu neutron de vid propus.
Tub de vid neutron este format dintr-o carcasă sigilată cu vid 1, în care sunt aranjate: țintă 2, un sistem de ioni optic de electrozi constând din electrodul de accelerare 3 și care formează electrodul 4, magnetul permanent 5 de formă cilindrică, cu un câmp magnetic axial-neomogen la suportul 6, cupru 7 radiator pentru a disipa căldura, aprinzătorul 8, izolator 9, un catod 10, un anod 11, un suport de anod 12 și un apartament magnet permanent magnetizate axial 13.
Principiul funcționării tubului cu neutroni de vid propus este după cum urmează:
Magneții permanenți ar trebui să fie fabricați dintr-un aliaj care să reziste la temperatura de tratament termic a unui tub cu neutroni de vid pe o stație de pompare, fără pierderea inducției câmpului magnetic.
La anod 11, sursa de ioni este o tensiune de curent continuu, o cădere de vid decalaj insuficient de catod-anod, dar creează o „pre-cădere“ câmp electric. Când un scurt impuls de tensiune puternică cu aprinzătorul 8, pe suprafața laterală a izolatorului ceramic 9, are loc pentru a forma defalcare microcraters la catod, așa-numitul fața catodului conținând material topit și parțial ionizat catod, cum ar fi deuteriura zirconiu. Punctul catodic este centrul de emisie al electronilor și al ionilor care formează un nor de plasmă în regiunea apropiată de catod. Unii dintre electroni se întorc înapoi la catod, formând un curent inelar al electronilor inversi, formând, ca atare, cadre cu curent. Dacă există tangențial la suprafața catodului unui câmp magnetic extern și câmpul generat de un plat magnet suplimentar axial magnetizat permanent 13, dispusă sub catod 10, pentru fiecare cadru (circuit cu curent) vor acționa forțe de torsiune proporțional cu câmpul magnetic total este egal cu suma vectorială a tuturor domeniilor . Momentul cuplului va roti cadrul curent astfel încât planul cadrului să devină perpendicular pe câmpul magnetic total. pentru că cu cadrul curent împreună, creează o suprafață toroidală, efectul rezultant asupra pilier curent este acel loc catodul va căuta să „manifeste“ spre maximul câmpului magnetic, dar nu conform regulii „șurub dreptaci“, iar în direcția opusă. În această direcție va apărea un nou loc catodic. Pe plan extern, se pare că un loc catodic se deplasează de-a lungul unei orbite circulare, mai ales după o anumită perioadă de timp după defalcarea de deschidere atunci când catodul este format pe un singur loc de catod, iar setul care va amestec unele cu altele. Petele catodice nu vor fi localizate în zonele liniilor de câmp electric de condensare în sol, deja sărăcit în deuteriu, sau „rampă-down“, într-o zonă de lucru a catodului. Un nor de plasmă deasupra punctului catodic va declanșa o descărcare în spațiul anod-catod. Va exista un arc puternic, care constă în principal din ioni de deuteriu și ioni metalici catodi. În acest moment se aplică un impuls de tensiune de accelerare, se formează un fascicul de ioni. Deuteroanele extrase din ținta 2 sunt accelerate la ținta 4 care conține tritiu sau deuteriu, ducând la formarea de fluxuri rapide de neutroni.
Pentru a îmbunătăți îndepărtarea căldurii de la catodul sursei de ioni, un electrod realizat dintr-un material transparent pentru câmpul magnetic poate fi plasat între magnetul permanent planar magnetizat axial și catodul sursei de ioni.
Astfel, introducerea unui magnet permanent axial magnetizat plat suplimentar poate desface în mod eficient spoturile catodice din centrul catodului la baza porțiunii conice a catodului, și chiar într-un cerc, care ar crește stabilitatea sursei de ioni și crește stabilitatea fluxului de neutroni și viața tubului în general.
FORMULARUL INVENȚIEI
Tub de neutroni 1. vacuum cuprinzând un vid în interiorul țintei cochilie ermetic saturate cu izotopi mai grei ai sistemului de ioni optic de hidrogen pentru formarea electrozilor și accelerarea fasciculului de ioni, un mijloc de menținere a presiunii de operare și tipul de ion sursă iskrodugovogo constând din catod, anod și ignitor, magnet permanent de formă cilindrică, cu un câmp magnetic axial neomogen care acoperă anod și dispus coaxial cu electrodul sursă de ioni, caracterizat prin aceea că acesta a introdus cupola suplimentară magnet permanent SUPLIMENTARĂ plat axial magnetizat este dispus direct sub catod sursei de ioni, în care magnetul permanent este de formă cilindrică, cu un câmp magnetic axial-neomogenă și o față plană axial magnetizat permanent magnet reciproc cu poli opuși.
2. Tub de vid cu neutroni conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că magnetul permanent axial magnetizat plat format dintr-un aliaj capabil să reziste la tubul de neutroni temperatură vid tratament termic pentru inducție câmp magnetic de evacuare post-lossless.
3. Tub de vid cu neutroni conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, între plat magnet permanent axial magnetizat și catodul electrodului sursă de ioni este dispusă dintr-un material transparent pentru câmpul magnetic.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: