DE1107839B - Neutronengenerator mit einer Erzeugung der Neutronen durch Beaufschlagung einer Auftreffplatte mit Ionen eines Wasserstoffisotops - Google Patents

Description

INTERNAT. KL. HOIj

DEUTSCHES

PATENTAMT

N15620 Vmc/21g

23. SEPTEMBER 1958

ANMELDETAG:

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT: 31. MAI 1961

Die Erfindung bezieht sich auf einen Neutronengenerator mit einer Erzeugung der Neutronen durch die Beaufschlagung einer Auftreffplatte mit Ionen eines Wasserstoffisotops und mit der Erzeugung der Ionen in einer Entladung zwischen zwei flachen Platten als Kathoden, einer diese Entladungsstrecke umgebenden zylindrischen Anode und einem axialen Magnetfeld und dabei eine der Kathodenplatten mit einer Öffnung für den Austritt der Ionen versehen ist.

Neutronengeneratoren eingangs erwähnter Art sind bereits bekannt. Das Magnetfeld wird durch eine den Vakuumraum umgebende Spule erzeugt. Zwischen der Auftreffplatte und der Ionenquelle befinden sich eine oder mehrere Beschleunigungselektroden. Neutronengeneratoren werden z. B. für Wissenschaftliehe Untersuchungen verwendet, bei denen ein komplizierter Zusammenbau mit mehreren Elektrodendurchführungen für hohe Spannung unbedenklich ist, obgleich die Anlage teuer ist. Es werden auch Neutronengeneratoren häufig zum Prüfen von Bohrlöchern verwendet, wobei ein einfacher Zusammenbau erfordert wird, besonders da in tiefen Bohrlöchern die Temperatur sehr hoch ist.

Die vorliegende Einrichtung bezweckt, einen Neutronengenerator zu schaffen, dessen Aufbau einfach ist und der nur eine einzige Hochspannungszufuhr braucht.

Bei diesem Neutronengenerator ist nun gemäß der Erfindung das Magnetfeld der Ionenquelle völlig von dem Beschleunigungsraum dadurch abgeschirmt, daß der Magnetkreis ganz geschlossen ist, während die Auftreffplatte in dem Boden einer hohlen Beschleunigungselektrode untergebracht ist, die mit einer Öffnung nach der Öffnung in der Kathodenplatte der Ionenquelle gerichtet ist, während zwischen dieser Kathodenplatte und der hohlen Kathode keine anderen Elektroden vorhanden sind.

Bei der vorliegenden Bauart ist in dem Beschleunigungsraum kein Magnetfeld vorhanden, so daß höhere Beschleunigungsspannungen zulässig sind, da die Verringerung der Durchschlagspannung infolge der scheinbaren Druckerhöhung durch das Vorhandensein eines Magnetfeldes hier nicht auftritt. Da die Auftreffplatte am Ende der Beschleunigungselektrode angeordnet ist, können Sekundärelektronen nicht in den Beschleunigungsraum zurückkehren, wodurch auch eine höhere Durchschlagspannung möglich ist. Infolge der Gestalt der Beschleunigungselektrode tritt eine solche Dehnung des Ionenbündels auf, daß die Auftreffplatte gleichmäßig bombardiert wird und kein Einbrennen eintritt.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher Neutronengenerator mit einer Erzeugung

der Neutronen durch Beaufschlagung

einer Auf treffplatte mit Ionen

eines Wasserstoffisotops

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)

Vertreter: Dr. rer. nat. P. Roßbach, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 27. September 1957

Adrianus Cornells van Dorsten
und Dr. Otto Reifenschweiler,

Eindhoven (Niederlande),
sind als Erfinder genannt worden

erläutert, die einen Neutronengenerator nach der Erfindung darstellt, und zwar in

Fig. 1 das Metallgehäuse und in

Fig. 2 das Glasgehäuse.

In Fig. 1 bezeichnet 1 einen Mantel aus Chromnickelstahl. Mittels einer Fernicokappe 2 ist darin ein Glaskegel 3 eingeschmolzen, der an sich an einem Fernicoring4 festgeschmolzen ist. Der Ring 4 trägt einen Kupferblock 5. Auf dem Kupferblock 5 ist eine langgestreckte Büchse 6 als Beschleunigungselektrode aus Chromnickelstahl befestigt. Die abgerundete obere Seite der Büchse 6 hat eine kleine Öffnung 7. Auf der anderen Seite des Mantels 1 sind mittels Fernicobüchsen und Glaskappen Stromzuführungsdrähte 8 und 9 eingeführt. Der Draht 9 führt zu einer zylindrischen Anode 10 aus Aluminium. Im Mantel 1 befindet sich eine Buchse 11 mit einem Boden 12, die beide aus Weicheisen hergestellt sind. Auf dem Boden 12 ist ein dauermagnetischer Block 13 angeordnet, der von einer Aluminiumbuchse 14 bedeckt ist. Auf dem mit einer Öffnung 15 versehenen Boden der Buchse 11 ist auch eine Aluminiumplatte 16 angebracht. Der der zylindrischen Anode gegenüberliegende Teil der Aluminiumbuchse 14 und die AIuminiumplatte 16 bilden die Kathoden der Entladungs-

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strecke. Der Zuführungsdraht 8 führt zu einem Zirkondraht 17, der schraubenlinienförmig gewickelt und mit dem anderen Ende leitend über einen Stützdraht mit der Wand verbunden ist.

Innerhalb des Glaskegels 3 befindet sich eine Masse 18 aus Siliköngummi, in dem sich die Hochspannungszuführung 19 erstreckt. Auf dem Kupferblock 5 ist die Auftreffplatte 20 aus Silber mit einer Titanschicht von einigen Mikron Dicke angebracht. Der ganze Vakuumraum ist mit dem Wasserstoffisotop Deuterium unter einem Druck von 1 bis 1000 · 10-⁵ mm Hg gefüllt. In die Zirkonwendel 17 ist auch Deuterium aufgenommen und nötigenfalls kann durch Erhitzung dieser Wendel der Druck geregelt werden. Das magnetische Feld in der Ionenquelle beträgt etwa 500 Gauß und die Spannung für diese Entladung etwa 2000 V.

Die Titanschicht der Auftreffplatte 20 in der Beschleunigungselektrode 6 ist mit dem Wasserstoffisotop Tritium gesättigt. Die Beschleunigungsspannung zwischen der Ionenquelle und der Beschleunigungselektrode 6 kann 100 bis 200 kV betragen.

In der Ionenquelle werden Deuteriumionen gebildet, die nach Beschleunigung die Auftreffplatte 20 erreichen, wo sie mit dem vorhandenen Tritium unter Bildung von Neutronen mit einer Energie von etwa 14MeV reagieren. Die Ionenbahnen sind gestrichelt angedeutet.

In Fig. 2 sind die denen der Fig. 1 entsprechenden Einzelteile mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Die Wand dagegen besteht in diesem Falle aus dem

Glaszylinder 21, der ab der Höhe des Beschleunigungsraumes eine Außenwand 22 hat. Der Zwischenraum ist mit Isolieröl 23 oder einer ähnlichen Flüssigkeit ausgefüllt.

In beiden Figuren sind die Abmessungen aus dem daneben angegebenen Maßstab von 10 cm ersichtlich.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Neutronengenerator mit einer Erzeugung der Neutronen durch die Beaufschlagung einer Auftreffplatte mit Ionen eines Wasserstoffisotops und mit der Erzeugung der Ionen in einer Entladung zwischen zwei flachen Platten als Kathoden, einer die Entladungsstrecke umgebenden zylindrischen Anode und einem axialen Magnetfeld und dabei eine der Kathodenplatten mit einer Ionenaustrittöffnung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetfeld der Ionenquelle ganz von dem Beschleunigungsraum dadurch abgeschirmt ist, daß der Magnetkreis ganz geschlossen und die Auftreffplatte (20) in dem Boden einer hohlen Beschleunigungselektrode (6) untergebracht ist, die mit einer Öffnung (7) nach der Öffnung in der Kathodenplatte (15) gerichtet ist, während zwischen dieser Kathodenplatte und dieser hohlen Elektrode keine anderen Elektroden vorhanden sind.

2. Neutronengenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (21) aus Glas besteht, der in der Höhe des Beschleunigungsraumes doppelwandig (22) und mit Isolieröl oder einer ähnlichen Flüssigkeit (23) ausgefüllt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 10S 609/429 5.61