CN101965094A - 一种球面靶陶瓷中子管及制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种球面靶陶瓷中子管及制备方法，在中子管离子源的引出端预埋磁性材料环，待中子管封接完成之后，再对磁性材料环进行充磁，中子管离子源的引出端预埋磁性材料环，中子管的引出极磁场强度达到2300Gs，使束流密度提高11.6%，解决了离子源的引出端轴向磁场不足问题；靶端形状做成球面形，使有效靶面积提高一倍，增大了靶的散热面积；该中子管的引出束流质子比得到极大改善，同时在截面积不变的情况下，增加了核反应的靶面积，增强了散热效率，大幅度降低中子管放电、击穿几率，提高中子管的产额(增加0.7倍)、寿命和稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及中子管结构的改进，尤其是公开了一种球面靶陶瓷中子管，同时还公开了该中子管的制造方法，属于电子器件结构技术领域。
背景技术
目前，公知的陶瓷自成靶中子管是由铜头、储存器、上面罩、阳极筒、离子源罩、陶瓷壳、加速筒、下面罩、靶构成。将阳极筒加上几千伏电压后，开启储存器低压电源，给储存器加热，使储存器中的氘氚混合气体释出，在离子源中电离成氘氚离子，然后给加速筒加上几万伏～十几万伏的负高压，将氘氚离子引出并加速轰击到靶上，产生14Mev中子。但是，在离资源的引出端，由于轴向磁场的不足，使离子束流不能充分汇聚，容易引起短路，影响中子管的工作稳定性。另外，平面靶没有和圆锥状离子束垂直，致使产生中子的概率降低，影响中子管的产额。
发明内容
本发明公开了一种球面靶陶瓷中子管，解决了现有中子管离子束流汇聚不充分，容易发生短路现象，保证了中子管的工作稳定性。
本发明进一步提供上述中子管的制备方法，克服现有中子管成品率低缺欠，中子管的产额、寿命、稳定性得到了有效改善。
本发明所采用的技术方案是：在中子管离子源的引出端预埋磁性材料环，待中子管封接完成之后，再对磁性材料环进行充磁，解决了离子源的引出端轴向磁场不足问题。
在上述的制备方法中，中子管的靶端形状做成球面形，该球面与引出的圆锥状离子束垂直，增加反应面积和散热面积。
本发明所述方法制成的中子管，其特征在于：由上封罩、陶瓷壳、下封罩构成封闭的本体，靶固定在下封罩内侧封装在陶瓷壳的底部；电极架上设有高压电极和储存器电极通过上封罩固定在陶瓷壳的上端口，陶瓷壳内设有加速筒；阳极筒设在离子源罩和电极架之间，并与高压电极连接；储存器设在电极架的框架内与储存器电极连接；离子源罩设在陶瓷壳上端口内，磁性材料环外包可阀片安装在离子源罩中，并与离子源罩中心孔同轴，磁性材料环为钕铁硼永磁材料制成。
在上述的中子管中，靶端形状做成球面形，其球面中心与加速筒的中心孔同轴。
本发明的积极效果在于：中子管离子源的引出端预埋磁性材料环，中子管的引出极磁场强度达到2300Gs，使束流密度提高11.6%，解决了离子源的引出端轴向磁场不足问题；靶端形状做成球面形，使有效靶面积提高一倍，增大了靶的散热面积；该中子管的引出束流质子比得到极大改善，同时在截面积不变的情况下，增加了核反应的靶面积，增强了散热效率，大幅度降低中子管放电、击穿几率，提高中子管的产额（增加0.7倍）、寿命和稳定性。
附图说明
图1为本发明球面靶陶瓷中子管结构示意图。
其中1、电极架；2、储存器；3、上封罩；4、阳极筒；5、离子源罩；6、磁性材料环；7、加速筒；8、陶瓷壳；9、下封罩；10、靶；11、存储器电极；12、高压电极。
具体实施方式
为了便于理解本发明，特例举以下实施例。其作用被理解为是对本发明的阐释而非对本发明的任何形式的限制。
实施例1
根据图1所示，本发明中子管的本体由上封罩3、陶瓷壳8、下封罩9构成封闭的圆形轴对称结构，靶10固定在下封罩9内侧封装在陶瓷壳8的底部；电极架1上设有高压电极12和储存器电极11通过上封罩3固定在陶瓷壳8的上端口，陶瓷壳8内设有加速筒7；阳极筒4设在离子源罩5和电极架1之间，并与高压电极12连接；储存器2设在电极架1的框架内与储存器电极11连接；离子源罩5设在陶瓷壳8上端口内，磁性材料环6外包可阀片安装在离子源罩5中，并与离子源罩5中心孔同轴；磁性材料环6为钕铁硼永磁材料制成。
实施例2
在实施例1的结构中，中子管的靶10端形状可做成球面形，其球面中心与加速筒7的中心孔同轴。
以Φ50中子管为例，改进后寿命提高2倍以上，产额提高约3倍，稳定性不大于3％，成品率高于90％。
实施例3
将电极架1和靶10制作好，电极架1上设有高压电极12和储存器电极11通过上封罩3固定在陶瓷壳8的上端口，靶10端形状做成球面形R=25mm，其球体中心取为加速筒7的中心孔中心；接着将上封罩3、离子源罩5、磁性材料环（钕铁硼永磁材料）6外包可伐片、加速筒7、下封罩9和陶瓷壳8封接在为一体，保证磁性材料环6的孔径和离子源罩5引出孔的孔径相同；然后把储存器2、阳极筒4和电极架1焊接在一起，放入上封罩3中；将电极架1的上边缘与上封罩3的边缘、球面靶10的下边缘与下封罩9的边缘，分别用氩弧焊焊接在一起；最后给磁性材料环6充磁（参见图1）。
要求中子管的各个部件保证同轴，同轴度允差不大于0.02mm。
Claims (5)
1.一种球面靶陶瓷中子管的制备方法，其特征在于：在中子管离子源的引出端预埋磁性材料环，待中子管封接完成之后，再对磁性材料环进行充磁，解决了离子源的引出端轴向磁场不足问题。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在中子管的靶端形状做成球面形，该球面与引出的圆锥状离子束垂直，增加反应面积和散热面积。
3.实现权利要求1所述方法的中子管，由上封罩（3）、陶瓷壳（8）、下封罩（9）构成封闭的本体，靶（10）固定在下封罩（9）内侧封装在陶瓷壳（8）的底部；电极架（1）上设有高压电极（12）和储存器电极（11）通过上封罩（3）固定在陶瓷壳（8）的上端口，陶瓷壳（8）内设有加速筒（7）；阳极筒（4）设在离子源罩（5）和电极架（1）之间，并与高压电极（12）连接；储存器（2）设在电极架（1）的框架内与储存器电极（11）连接；离子源罩（5）设在陶瓷壳（8）上端口内，其特征在于：磁性材料环（6）外包可阀片安装在离子源罩（5）中，并与离子源罩（5）中心孔同轴。
4.根据权利要求3所述的中子管，其特征在于：磁性材料环（6）为钕铁硼永磁材料制成。
5.根据权利要求3所述的中子管，其特征在于：靶（10）端形状做成球面形，其球面中心与加速筒（7）的中心孔同轴。
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