DE1439790A1 - Neutronengenerator,insbesondere zur Herstellung von Neutronenimpulsen - Google Patents
Neutronengenerator,insbesondere zur Herstellung von NeutronenimpulsenInfo
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Description
PATENTANWALT 1^07Qn
Telefon: 22802
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Abs.i Patentanwalt Dipl.-Ing. SCHUBERT, Siegen i. Wertf., Postfach 325 Postscheckkonten:
Köln 106931, Essen 20362 Bankkonten:
62 213 Ke/Sch. ΓίγΖ "C«*r τλΙ I De.ütid>eBankAG-
• L — "" 28. Juni 1962
UNITED KINGDOM* ATOMIC ENERGY AUTHORITY, Patents Branch,
11-12, Charles II Street, London, S.W.1, England
Für diese Anmeldung wird die Priorität aus der britischen Patentanmeldung
Nr. 23823/61 vom 30.6.1961 und derjenigen Ir. 23824/61 vom 30.6.1961 in Anspruch genommen.
Neutronengenerator, insbesondere zur Herstellung von Neutronenimpulsen.
Die Erfindung bezieht sich auf Neutronenerzeuger bzw. -generatoren derjenigen Gattung, bei welcher Ionen» die in
einem Plasma in einer Kaltkathoden-Ionenquelle erzeugt sind, als Ionenstrahl herauskommen oder in Erscheinung treten, der
in einem Beschleunigungsraum auf eine hohe Energie beschleu-
nigt wird, um einen Zielkern oder Auffänger bzw. ein Target zu
beschliessen, welches ein Element enthält, das fähig ist, eine
Kernreaktion auszuführen, um neutronen hervorzubringen, wobei die Ionenquelle und der Beschleunigungsraum sich innerhalb einer
gemeinsamen abgedichteten Umhüllung von praktisch gleichem Druck befinden, und die Erfindung betrifft insbesondere Impulsgeneratoren
/pulsed generators/, welche zur Herstellung von Efeutronenimpulsen
oder Stössen von Neutronen /burst of neutrons/ bestimmt sind.
Keutronenerzeuger, bei welchen die DT-Reaktion /DT reaction/
zur Anwendung kommt, sind bereits vorgeschlagen worden. Bei derartigen Erzeugern wird ein Target, das ein Isotop enthält,
mit energiereichen Ionen des anderen Isotops beschossen, um die Reaktion D +' T —>
o£ + "n +17,6 MeY auszuführen. Für eine höchstwirksame
Erzeugung von Ionen in der Ionenquelle ist es wünschenswert, dass das Ionisationsmaterial eine hohe Dichte hat. Da das
Ionisationsmaterial normalerweise gasförmig ist, ist daher ein hoher G-asdruek in der Ionenquelle wünschenswert.
Der Gasdruck im Beschleunigungsraum sollte andererseits so niedrig wie möglich sein, um Ionenverluste durch Kollision
mit neutralen Gasmolekülen auf ein Minimum herabzusetzen.
Die schlechte Vereinbarkeit dieser beiden Erfordernisse
miteinander führte dazu, dass die ersten Efeutronenerzeuger mit
einer Pumpe zum Aufrechterhalten eines Druckunterschieds zwischen der Ionenquelle und dem Beschleunigungsraum versehen wurden.
80 9 810/08 10
_ 3 —
Neutronenerzeuger dieser Art waren zuverlässig und wurden
weitgehend verwendet, aber sie hatten den Nachteil, dass
sie grossräumig, kostspielig , praktisch nicht transportierbar waren und eine· fachgerechte und sorgfältige Steuerung
verlangten.
weitgehend verwendet, aber sie hatten den Nachteil, dass
sie grossräumig, kostspielig , praktisch nicht transportierbar waren und eine· fachgerechte und sorgfältige Steuerung
verlangten.
Ein bedeutender Fortschritt wurde erreicht, als Penning und Moubis 1937 einen Neutronenerzeuger herstellten, bei dem
die Ionenquelle zufriedenstellend beim gleichen Druck arbeitete, den der Beschleunigungsraum hatte. Die Ionenquelle war
eine Abänderungsform des von Penning konstruierten Ionisations-Messgeräts /ionisation gauge/. Bei dieser Ionenquelle wurden
zwei parallele Kathoden, deren eine ein Mittelloch zum Heraustreten der positiven Ionen hatte, auf praktisch derselben
Spannung gehalten, und eine Platte mit einem kleinen Mittelloch zwischen ihnen angeordnet und bei einer positiven Spannung
in Bezug auf die Kathoden gehalten, um eine Anode zu
bilden. Wenn diese Anordnung mit einem Magnetfeld beaufschlagt wurde, das zu den Kathodenoberflächen senkrecht stand, so fand Penning, dass die Ionisation eines Gases bei einem. Gasdruck
erfolgen würde, der ungefähr tausendmal niedriger war als er in einer ähnlichen Ionenquelle ohne das Magnetfeld möglieh ist. Dieser Effekt ist im Zusammenhang mit den Bewegungen der
Elektronen unter der Kombination von elektrischem und magnetischem Feld erklärt worden. Es wird angenommen, dass die
Elektronen in den kombinierten Feldern eine grosse Anzahl von Malen sich hin- und herbewegen, bevor sie von der Anode eingefangen werden, wodurch die Wahrscheinlichkeit besteht, dass
durch. Kollision mit Gasmolekülen eine Ionisation erfolgt.
bilden. Wenn diese Anordnung mit einem Magnetfeld beaufschlagt wurde, das zu den Kathodenoberflächen senkrecht stand, so fand Penning, dass die Ionisation eines Gases bei einem. Gasdruck
erfolgen würde, der ungefähr tausendmal niedriger war als er in einer ähnlichen Ionenquelle ohne das Magnetfeld möglieh ist. Dieser Effekt ist im Zusammenhang mit den Bewegungen der
Elektronen unter der Kombination von elektrischem und magnetischem Feld erklärt worden. Es wird angenommen, dass die
Elektronen in den kombinierten Feldern eine grosse Anzahl von Malen sich hin- und herbewegen, bevor sie von der Anode eingefangen werden, wodurch die Wahrscheinlichkeit besteht, dass
durch. Kollision mit Gasmolekülen eine Ionisation erfolgt.
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Diese früheren Forsehungsarfeeitea lieben sieh, auf die
meisten der neueren iOrschungsarbeiteSi auf dem Gebiet der
leutronener^euger entscheidend ausgewirkte
Is ist ein© Anzahl Ton !©mtroaenerseuger entwickelt worden, "bei denen die Ionenquelle d@r in Torstehendes, beeehriebenen
Art verwendet wird, und dies® sind suTerläsßig ist Betrieb
gewesen.
Sie zeigten Jedocsh Merkmale, welch® worn Standpunkt dee-
jenigen9 der si© verwendet;, ale nachteilig angesehen werden
können.
Erstens haben sie komplizierte Einrichtunges. zum Zuführen.
der erforderlichen Potential© nach tea verschiedenen-Elelstroäea
innerhalb "der UaMillmng notwendig g©a&@Srfeo Ba äi© ¥miiüllimg aus
sineia geeigneten, ©las besteht, j.di>
das Mferisgen. der Elektroden
in der Umhüllung sehwi©rig land uüfes^i g©w@s®m.3 und wüireni,
Terv;@ndimg oder d@s Sraasportes ier Isutreaeasräieiiger war
©@ Sorgfalt erf©rd©rlieiis damit ©in Stesses. der ISlektredea en® ihrer
Stellung heraus vermieden wurdee . ' . ',.
Zweitens ist die Ausbeute an leutronen aus den Feutroneaerzeugern
sehr niedrig gewesen.
An dieser Stelle* erscheint es angebracht, die verschiedenen Möglichkeiten zusi Darstellen der l@utronenerträge oder -ausbeuten
aus Heutronensrzeugern zu diskutieren* Sas verbreitetste
Verfahren besteht darin, dass ein Auemass in Feutronen pro Sekunde
gemessen bzw, angegeben wird. Dies® Zahl bedeutet jedoch
BAD. ORIGINAL
erst dann etwas, wenn die Betriebsart des Neutronenerzeugers bekannt ist. Bs soll angenommen werden, dass z.B. jeder Neutronenerzeuger-Impuls
eine Dauer von 10 Mikrosekunden /10 usecs./ hat. Es sei ausserdem angenommen, dass bei jedem Impuls der
Erzeuger 10^ Neutronen liefert. Somit hat der Generator einen
Ausgang von 10* Neutronen in 10 Sekunden, und dies entspricht
10 n/Sekunde (Neutronen/Sek.). Wenn die Wiederholungsrate des Impulses 1/Sekunde ist, liefert der Generator tatsächlich nur
10^ Neutronen in jeder Sekunde. Es ist also grosse Vorsicht
am Platze, wenn die angegebenen Leistungen von Neutronengeneratoren richtig gewertet werden sollen. In der vorliegenden
Beschreibung soll der Ausdruck "Neutronenausgang" so verwendet bzw. verstanden werden, dass die tatsächliche Anzahl von
Neutronen gemeint ist, die in irgendeiner festgesetzten Zeit erzeugt wird.
Die Faktoren, welche den Generatorausgang beeinflussen,
sind kompliziert; die meisten sind jedoch offenbar dem Fachmann genügend gut bekannt, so dass sie im Vorliegenden nicht
näher beschrieben werden müssen. Kurz zusammengefasst, sind die Hauptfaktoren Begrenzungen, welche durch elektrischen
Zusammenbruch bzw. Durchschlag / electrical breakdown/, durch die Ionenquelle, durch EnergieZerstreuung im Generator und
durch Wärmezerstreuung am Target bestimmend sind. Die Ionen
quelle begrenzt die anfängliche Ionenherstellung und bestimmt daher dit Bate der DC-Reaktion, während übersohüisige Warne,
die im Generator und im Target zerstreut irfc*-einen atruktu-
BADORIQINAt
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rellen Zusammenbruch verursachen und ausserdem das Targetmaterial abdrängen und somit die Reaktion durch andere Mittel behindern
kann. Andere Faktoren sind die tatsächliche Zusammensetzung
des lonenstrahls, die Relativmengen von Molekül ar ion en und Atomionen,
der Ionenverlust infolge von Kollisionen im Beschleunigungsraum lind die Wirkung von Sekundärelektronen, die unter dem.
Ionenbeschuss am Target freigelassen werden.
Ein sehr bedeutsamer Paktor, auf welchen näher eingegangen werden soll, ist die Gefahr des elektrischen Zusammenbruchs, im
Beschleunigungsraum. Bei niedrigen Gasdrücken (ungefähr 10
bis 10 mm Hg), die in den Neutronengeneratoren verwendet werden, ist es erforderlich, den Spalt über dem Beschleunigungsraum
kleiner zu halten als den mittleren freien Weg der Elektronen, um Ionisation und Zusammenbruch zu vermeiden. Es ist auch aus
einem anderen Grunde erwünscht, den Spalt genügend weit unter diesem Wert zu halten, nämlich um die Bedingungen oder Zustände
gut auf der linken Seite der Paschen-Kurve /Paschen curve/ zu halten. Zahlen, welche für den Beschleunigungsspalt, über dem
die Ionen beschleunigt werden, vorgeschlagen worden sind, liegen im. Bereich von 1 bis 2 cm.
Spannungen!, welche am Beschleunigungsspalt für die DT-Reaktion
verwendet worden sind, liegen im Bereich von 60 bis 120 kV, da dieser Bereich die optimale Energie für die reagierenden
Stoffe bzw. Reaktionsteilnehmer /reactants/ umfasst. Diese Spannung ist viel höher als die Spannungen, welche in
der Ionenquelle verwendet werden, welche im. Bereich von 1 bis
BAD
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4 kV. liegen, und so kann die elektrische Beanspruchung auf das
Gas im Beschleunigungaraum viel grosser sein als diejenige in
der Ionenquelle. Be ist daher bisher immer als notwendig angesehen
worden, sicherzustellen, dass das Magnetfeld in der Ionenquelle nicht bis zu einem bedeutenden Ausmass in den Beschleunigungsraum
durchdringen kann.
Als Ergebnis davon ist das Magnetfeld in den Ionenquel-
KaItlen der/Kathodengattung, wie sie bisher verwendet wurden, bis
zu einem gewissen Ausmase im Gebiet bzw. in der Zone in der
Nähe des Beschleunigungsraums verzerrt /distorted/ worden,
und dies hat die Wirksamkeit der Ionenquelle verringert.
Ein Zusammenbruch im Beschleunigungsraum kann auch einen
anderen Grund haben. In der Ionenquelle wird während des Betriebs ein Plasma erzeugt. Das Plsma kann, durch das Loch in
der Kathode hindurch in den Beschleunigungsraum diffundieren.
und einen Zusammenbruch, hervorrufen, wenn es -i*- der Elektrode
zu nahe kommt, welche die hohe negative Spannung für die Beschleunigung
aufbringt. Die negative Spannung stösst das Plasma ab, aber wenn die Target-Spannung als Impuls in einer Zeit
aufgebracht wird, welche kürzer ist als für das Plasma erforderlich ist, um seine Gleichgewichtsstellung zu erreichem,
kann ein Vakuum-Üb erspringen /vacuum sparking/ auf tr et eil·,
und zwar auf Grund einer Verzerrung im elektrischen. Feld im
Beeohleunigungsraum.
Sas Bineohliessen des Plasmas innerhalb der Ionenquell·
iet daher für äusserst wichtig bei Neutronengeneratoren der
• - a -
Impulsbauart erachtet worden, und die.Kathode, welche dem Beschleunigungsraum
benachbart ist, hat eine Öffnung, die so klein, wie möglich ist, um die maximale Einschliessung zu erhalten..
Dies wirkt sich jedoch so ausf dass der Ionenstrahl
in die Form eines dünnen Bleistiftes konzentriert, wird. Obwohl der Strahl sich infolge /on. Raumladeeffekten und infolge
des elektrischen Feldes verbreitert, ist es bisher notwendig gewesen, entweder das target von der Kathode der Xonenqiielle
wegsubewegen, oder Hilfselektroden zum. Terbreitern des Strahls
zu benutzen. Wenn, ein soiuaaler, konzentrierter Strahl auf das
Sarget auf treffen kömaitej, würde ©ins Örtliche Überhitzung
©rfölgeiiu, läBd das Sritiiam. oä®T D©ut©rliam0 welehe (Stoff®) äi©
a reagierendes, itoffe sindp würdss. vmggetTilehe®,-* Bis
π'ύτ® fiaSi©s? Is
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folge äes KeIIiSiGa9 uIq im ToS3Q1I©seaclca,
Bs §®igt si «ti οΐί,α tos. νοίοΐ
ITsutronengenerators war IzIsIm9". ©twa 3 as. 11
Sekimde mit kontinuierliolieia Betrieb und darauffolgende
Neutronengenerator-Konstrulctionen konnten natürlich diese
Zahl erhöhen. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass der Neutronenausgang pro Impuls von bekannten Impuls-Kaltkathodenfleutronengeneratoren
derjenigen G-attung, auf welche sich
5 6 die Erfindung "bezieht, alle im Bereich von 10 bis 10
lagen.
Ein bauliches Merkmal für Neutronengeneratoren, welches
praktische Bedeutung hat, ist das Target. Während des Einbauens in den Generator kann infolge von Wärme, die beim Einbauen z.B.
durch Hartlöten oder Weichlöten erzeugt wird, eine "Verschlechterung /deterioration/ des Targetfilms auftreten, ganz gleich,
ob er mit den Wasserstoffisotopen integriert ist oder nicht.
Ausserdem kann während der Exhaust- und Brennverfahren /exhausting
and baking processes/ ein Heisswerden des Targetfilms eine Verschlechterung hervorrufen.
Auch kann während des Betriebs des Generators unter dem Beschuas der energiereichen Teilchen das entweder momentane
oder kontinuierliche Erhitzen des Targets z.B. infolge der Entwicklung
oder des Ausseheideng oder Hervortretens des Target-Gases
oder infolge eines Verschmeleens des Targetfilms eine Verschlechterung
verursachen.
Die Erfindung schafft einen Impulsneutronengenerator, welcher einen stark vergrösserten Seutronenausgang pro Impuls
verbunden mit einer guten Arbeitslebensdauer liefern kann;
In einer Ausführungsform schafft die Erfindung einen
Neutronengenerator, welcher von einfacher Konfiguration sowie
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hochgradig widerstandsfähig gegenüber mechanischen Stössen ist und welcher eine verbesserte und erheblich vereinfachte Vorrichtung
zum Durchlassen der erforderlichen Potentiale nach
den verschiedenen Elektroden aufweist.
In einer anderen Ausführungsform schafft die Erfindung
einen Ueutronengeh-erator mit einer Target-Bauteilgruppe für
JJeutronengeneratoren, welcher das Abführen von Wärme von der
Target-fläche bzw. -Zone während des Züsammenbauens, irgendwelcher anderer Erwärmungsverfahren, die bei der Herstellung erforderlich
sind, oder während des Auslassens oder -Pumpens /exhausting/ oder beim Betrieb oder bei einer anderen Betriebsbedingung oder Außeneinflußgröße, welche eine Verschlechterung
des Targets verursachen könnte, erleichtert. Die verbesserte Wärmezerstreuung
vom Target weg lässt zu, dass die Einrichtung bei einem
höheren Stromniveau betrieben werden kann und ermöglicht somit
die Schaffung einer höheren Impulswiederholungsfrequenz.
Das Target bildet eine einfache Vorrichtung zum Bestrahlen
von Materialien, wodurch die Gometrie der iieutronenemission
am besten ausgenutzt wird.
Die Targetbauteilgruppe ist ausserdem leicht zu ersetzen
bzw. auszuwechseln.
Es folgt ausserdem, dass es bei .der Erfindung möglich'
ist, das Target mit Tritium oder Deuterium oder G-emischeh dieser Gase vorzuladen /preload/ und sie während aller nachfolgener
Herstellungsprozfesse durch Kühlen des Targets festzuhalten,
wodurch: derExhaug-fcprozess bedeutend vereinfacht wird«
Es hat sich herausgestellt, dass dadurch, dass zugelassen wird, dass das Megnetfeld sich über die Ionenquelle-hinaus
- erstreckt, wodurch sichergestellt wird, dass die Magnetfeldlinien im wesentlichen parallel "bei den äusseren Enden der
Innenquelle bleiben, und dadurch, dass sichergestellt wird,
dass die Feldlinien so gerade wie möglich innerhalb der.Ionenquelle
sind, eine grosse Ionenquelle verbandet werden kann
und ein überraschend intensiver Ionenstrahl hergestellt werden kann, der einen hohen Prozentsatz an Atömionen hat, wie sich
an den hohen Neutronenausgängen der Generatoren zeigt.
Es hat sich ausserdem herausgestellt, dass bei dieser
Ionenquelle eine kleine Öffnung "benutzt werden kann, um die
lonenstrahlweite zu bestimmen, wodurch zum Aufrechterhalten
einer guten Magnetfelakorsfiguration und zum Einsohliessen
des Entladeplaamas in der Ionenquelle beigetragen ψ±τά und
trotzdem das großräumige oder -flächige iarget nicht an einer
örtlichen Überhitzung leidet. ·
Die Erfindung wird nunmehr anhand der sie beispielsweise
wiedergebenden Zeichnung näher erläutert, "und zwar zeigt
Fig. 1 «inen I&iigsschnitt entlang A-A, -während
fig» 2 eine Projektion unter einem dritten Winkel /thiri angl«
projection/ bzw, Draufsicht darstellt.
öemfitß der Zeichnung weist eine Anode 1 aus ^ichtmagnetischem
Material einen Zylinder mit einem Beanspruehunge-Terminderungssohlitz
2 auf, und sie ist an einem starren Hing J
befestigt, an den zwei Rohrabschnitte 4 und 5 aus Glas angeschmol-
<zen sind. Die äußere Kante 6 des Rings 3 befindet sich im Abstand
' . BAD ORlGIf^
>j ir c Ά 1 ·,*(■ Il h S' Λ il ■ .
von dem G-IaS und "bildet einen guten elektrischen Kontakt
• für eine Spannungsliefervorrichtung (nicht gezeigt). Eine
Extraktorkathode /extractorcathode/ 7 ist als Scheibe aus
. ferromagnetischem Material ausgebildet, welche an rohrförmige
G-las ab schnitte 5 und "8 geschmolzen ist. Die JLussenkante 9 der
Extraktorlaathode 7 erstreckt sich mit Abstand vom G-las und
bildet einen guten elektrischen Kontakt für eine Spannungsliefervorrichtung,
die nicht gezeigt ist. Löcher 10 in der Extraktorkathode 7 weisen einen Ring aus kleinen kreisförmigen
. Löchern um ein größeres in. der Mitte gelegenes kreisförmiges
Loch herum auf. Eine Manschette 11 aus Metall ist am rohrförmigen G-lasabschnitt 8 angeschmolzen und hat eine geformte
Kante 12S an. welcher ein Target 13? das aus einer ITiclceXbasis„
welche einen mit Sritiiita oder Deuterium behandelten
film. /tritiated or d©u1»©r.&ted' ·' Atanium f
Inder© Material!©^ wie ,SoBe MoljMan^ fefeanea als SCärgst
werden P und anders Wasserstoff
Im rohrförmigen ©Isea^üßliiitttt 4 1st ®±no
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i? «at 9iia@
IS mit ©Iner Mlttelöffating 19* lias K&ttiotenpl&^t© go" igt
Hartlöten mit der Wölbung 16 jimä Metallrotoen 21 und 22
BAi>
wobei ein drittes Rohr vorgesehen ist, das nicht sichtbar ist.
Am Rohr 21 ist ein hohler Glaswinkelärm 23 angeschmolzen, der.
einen Druckmesser der Konduktivitätsbauart enthält. Er "besteht
aus einem Faden oder Draht 24 mit Zuführleitungen 25 und einem Halterungsstab 26. Der Faden kann so angeschaltet oder verbunden
sein, daß er ein Glied oder einen Arm einer Wheatstonesehen
Brücke bildet, und der verstärkte UngleichgewichtsstrOm kann
verwendet werden, um die Temperatur eines Gasauffullers /gas
replenisher/ (in der britischen Patentschrift 850 950 der gleichen
Anmelderin beschrieben) zu steuern, der in einem hohlen Glaswinkelarm
27 eingeschlossen ist, welcher an das Rohr 22 angeschmolzen ist. Der Gasauffüller besteht aus einem Glasrohrabschnitt 28 mit
Präzisionsbohrung von relativ zum Winkelarm 27 vergrössertem Radius.
Gegen eine Stufe 29 ist eine Glimmer-Unterlegscheibe 30 gedrückt, die das eine Ende eines Nickelrohrs 31 haltert.
Eine zweite Glimmer-IJhterlegsehei"be 32 haltert oder
stützt das andere Ende des Rohres 31, und eine Hülse 33 dient
als Verstrebung zwischen den beiden Unterlegscheiben. Klemmdrähte /Pinch wired/. 34 drücken die Unterlegscheibe 32 gegen die Hülse,
und ein Heizdraht 35 ist an die Klemmdrähte angeschlossen und führt am Inneren des Rohres 31 hinunter. Klemmdrähte 34· sind
an leitungen 36 befestigt.
Ein dritter rohrförmiger Bauteil /third stem/ 37 (vgl. Bleieintragung
in Fig. 2.) wirkt als Pumprohr. Beim Betrieb des Rohrs wurde ein geringer Strom dem Erhitzer im Gasauf füller übermittelt,
80 9 81Ö/0 8 tO
"■■■■■■'-■: ν ■ .1
-. 14-
um Deuterium, wegzutreiben, "bis der Druck- innerhalb der Anode
bis 20 Mikron betrug. Sine Magnetfeldspule aus einer einzigen
lage mit 160 Windungen wurde um die Umhüllung angeordnet, um.,
wenn mit Impulsen beaufschlagt /third stem/, ein Feld von 500
Gauss oder mehr im Raum zwischen der Kathode und der Extraktor*-
kathode herzustellen, wobei das Feld die Anode durchdringt, welche au
einer nichtmagnetischen Legierung aus Kupfer und Nickel von niedriger Konduktivität hergestellt ist, und ausserdem tief in den
Raum zwischen Kathode 10 und Target 13 eindringt.
Eine Impulsspannung von etwa 1 kV Amplitude und etwa 13 Mikrosekunden
Dauer wurde zwischen die Anorde und die Kathoden, welche
geerdet sind, übermittelt und ein Strom von 40 Ampere auf die Magnetfeldspule
aufgebracht. Gleichzeitig wurde ein Impuls von Mikr ο Sekunden Dauer und einer Amplitude von bis zu -150 kV auf
den Beschleunigüngsraum zwischen der Extraktorkathode und dem Target aufgebracht.'
Es wurde ein Stoß von mindestens 10 Neutronen erzielt. .
Dieser Generator konnte 10-Mikrosekünden-Impulse von
5 x 10 -Neutronen mit guter Zuverlässigkeit und ohne augenscheinliche Verschlechterung oder übermäßige Wärmezerstreuung erzeugen.
8098 10/08 10
Claims (1)
- Dipl.-Ing. Erich Schubert62 213 - Ke. — .28. Juni 1962PatentansprücheC1 ή Impulsneutronenerzeuger bzw.-generator derjenigen Gattung, bei welcher Ionen, die in einem Plasma in einer Kaltkathoden-Ionenquelle erzeugt sind, als Ionenstrahl herauskommen oder in Erscheinung treten, der in einem Beschleunigungsraum auf eine hohe Energie beschleunigt wird, um einen Zielkern oder Auffänger bzw. ein Target zu beschießen, welches ein Element enthält, das fähig ist, eine Kernreaktion auszuführen, um neutronen hervorzubringen, wobei die Ionenquelle und der Beschleunigungsraum sich innerhalb einer gemeinsamen abgedichteten Umhüllung von praktisch gleichem Druck befinden* insbesondere Impulsgenerator, welcher zur Herstellung vgsi Seutronenimpulsen oder Stößen von neutronen bestimmt ist, dadurch gekennzeichnet, dafl die Ionenquelle swei Parallelplatten-Kat&oteabauteil® senkrecht aur gemeinsamen Achse aufweist, wobei der eine Kathodenbauteil eine kleine Axi^!öffnung hat, welche die anfängliche Weite des Ionen strahle bestimmt, el» Anodenbauteil zwischen dem genannten Sathodenbauteilen angeordnet ist, diese Anode eine Asialöffnung hat, welche die feite &«« Plaamae in d«r Ionenquelle b*etiiamts und <5fiS in diesem Generator der Target»Bauteil auf der genannten Aus«· mit einem xleinen Abstand von dem Kathodecbauteil untergebracht 1st, welche? die genannt· Öffnung hat, um mit dieser einenBAD•;ungß-raura jsu bilden, und eine Vorrichtung, sura Aufrechterhalten eines Magnetfeldes in der ionenquelle, v=obei das äiagnetfeld sichtief in den Besealeunigungsraura erstreckt, ao daß die Feldlinien :ber dem ganzen Abstand zwischen den genannten aathodenbauteilen im wesentlichen parallel zur genannten Achse stehen.2, Impuleneutronengenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zone oder Fläche der kleinen Öffnung in der genannten Kathode nicht grosser als 1/1O der Zone oder Fläche der "Axialöffnung in der Anode beträgt.3. Impulsgenerator nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anode einen starren, sich radial erweiternden Abschnitt hat, -welcher die Urah'illung durchdringt, derart, daaa ein äusaerer elektrischer Kontakt f^lr die Anode und eine mechanische ot'itze oder Halterung fUr die TJiah'lllung vorgesehen4.) Impuleneutronengenerator nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, dass die Kathode mit der kleinen Axial öffnung einen starren, sich radial erweiternden Abschnitt hat, welcher durch die Umhlllung dringt, derart, dass ein äusserer elektrischer Kontakt f'ir die Kathode und eine mechanische Halterung für die umhüllung geschaffen wird.5. Impulsneutronengenerator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kathoden, die Anode und das Target durch drei koaxiale Glasrohre, an denen sie angeschmolzen sind,SO 98 1 Q/0 8I"* H39790im Abstand gehalten werden, wobei die Glasröhre die Umh.lllung bilden, und der Target-Bauteil und der eine Kathodenbauteil die Enden der trmh'illung abschliessen.6. Impulaneutronengenerator nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet» dass der larget-Üattteil einen kelchförmigen Bauteil aufweist» dessen Basis zur dielektrischen Umhüllung hin orientiert ist, und dessen Rand mit der Kante einer Manschette abgedichtet ist» welcher am einen Bnde der Umhüllung angeschmolzen ist.7. Impulaneutronengenerator nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Anodenbauteil aus einem nichtmagnetischen Material von niedriger elektrischer Konduktiv!- tät hergestellt ist.8. Impulaneutronengenerator nach Anspruch 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet» dass eine Torrichtung vorgesehen ist» um einen (Jasdruck von Wasserstoff isotopen im Bereich von etwa 10 bis 20 Mikron aufrechtzuerhalten.BAD
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB23823/61A GB980947A (en) | 1961-06-30 | 1961-06-30 | Neutron generator |
GB2382461 | 1961-06-30 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1439790A1 true DE1439790A1 (de) | 1968-11-28 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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---|---|
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DE (1) | DE1439790A1 (de) |
GB (1) | GB980947A (de) |
NL (1) | NL280377A (de) |
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