DE1539676C3

DE1539676C3 - Neutronengenerator

Info

Publication number: DE1539676C3
Application number: DE19661539676
Authority: DE
Inventors: John Ellery; Large Leslie Noel; Letchworth Hertfordshire Bounden (Großbritannien)
Original assignee: UK Atomic Energy Authority
Current assignee: UK Atomic Energy Authority
Priority date: 1965-03-11
Filing date: 1966-03-10
Publication date: 1976-10-28

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Neutronengeneratoren mit einer abgedichteten Generatorhülle, einer Einrichtung zum Erzeugen eines Gasentladungsplasmas in einem Teil des von der Generatorhülle umgrenzten Raumes, einer mit einer Ionenaustrittsöffnung versehenen Begrenzungswand innerhalb der Generatorhülle, welche das Gasentladungsplasma zu einem eine lonenextraktionselektrode, eine Target-Abschirmelektrode und ein Target enthaltenden Ionenbeschleunigungsraum hin begrenzt.

Ein Neutronen-Generator dieser Art ist in der britischen Patentschrift 981297 beschrieben.

Um einen höheren Ausgang aus diesem Neutronen-Generator zu erzielen, müßte der lonenström, der der Ionenquelle durch die öffnung in der Extraktionselektrode entzogen wird, erhöht werden. Theoretisch könnte das entweder durch Erhöhung der HF-Energie zur Vergrößerung der Dichte des erzeugten Plasmas oder durch Vergrößerung des Durchmessers der öffnung erreicht werden. Das erste Verfahren ist unerwünscht, weil es leicht zu einer Überhitzung der Glashülle führt, während dem zweiten zwei Einwände entgegenstehen. Erstens wird der Ionenstrahldurchmesser entsprechend erhöht, was bedeutet, daß auch der Öffnungsdurchmesser in der Abschirmelektrode entsprechend erhöht werden muß; das ist, wie später erläutert, vom Gesichtspunkt der Unterdrükkung der aus dem Targetbereich ausgestrahlten Elektronen unerwünscht. Zweitens würde die Vergrößerung des Extraktionsdurchmessers es dem Beschleunigungsfeld ermöglichen, weiter in den Bereich der Ionenquelle vorzudringen, was das Risiko von elektrischen Langstrecken-Zusammenbrüchen zwischen der Abschirmung und dem Inneren der Ionenquelle mit sich bringen kann.

In »Le Journal de Physique et Ie Radium«, Tome 14, 1953, Oktober, Seiten 547 bis 549, ist das Vorsehen eines axialen Magnetfeldes im Extraktionsbereich eines Neutronengenerators mit einer Plasma-Ionenquelle, um dort das Plasma zu verdichten, bekannt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Target mit einem stärkeren Ionenstrom als bisher zu beschießen, um aus dem Target eine entsprechend größere Neutronenausbeute zu erhalten.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Begrenzungswand eine Begrenzungselektrode ist, welche aus einer Metallschicht besteht, die auf der dem Gasentladungsplasma zugewandten Seite mit einer elektrisch nichtleitenden Schicht bedeckt ist, und daß Mittel zum Erzeugen eines in Richtung der Generatorhüllen-Achse gerichteten axialen Magnetfeldes im Bereich der Ionenaustrittsöffnung der Begrenzungselektrode vorgesehen sind.

Es ist sehr wichtig, daß die Rückströmung von Sekundär-EIektronen und von Elektronen, die durch die Ionisation durch den Gasstrahl in der Target-Abschirmelektrode gebildet werden, zur Ionenquelle hin so weit wie möglich wegen der großen Hitze, die durch diesen Elektronenstrom erzeugt wird, reduziert wird. Bei dem in der erwähnten britischen Patentschrift beschriebenen Generator wurde dies dadurch erreicht, daß das Target in bezug auf die Target- Abschirmelektrode leicht positiv gehalten wurde, so daß Elektronen, die vom Target ausgestrahlt wurden, von diesem wieder angezogen wurden. Beim erfindungsgemäßen Generator hat sich die letztere Anordnung als unzulänglich herausgestellt, sobald der Strom nur zwei- oder dreimal so hoch wurde wie bei dem bekannten Generator, so daß der rückfließende Strom dann stark genug wurde, um das Rohr zu beschädigen. Eine Al-

ternativanordnung wurde verwendet, um diese Beschränkung bei Erhöhung des lonenstroms zu beseitigen, wobei dieser etwa um das Zehnfache erhöht werden konnte.

Dementsprechend ist erfindungsgemäß die öffnung in der Target-Abschirmelektrode vorzugsweise kanalartig ausgebildet, und ein an den Enden offenes rohrförmiges Unterdrückungsbauteil ist von der Target-Abschirmelektrode elektrisch isoliert derart angeordnet, daß es sich vom targetseitigen Ende der Öffnung bis zum Target erstreckt und dieses umgibt.

Der Neutronengenerator nach der Erfindung wird nunmehr an Hand der Zeichnung beschrieben, und zwar zeigt

Fig. J eine geschnittene Ansicht des Neutronengenerators und

Fig. 2 eine geschnittene Ansicht einer weiteren Ausführungsform des Neutronengenerators nach der Erfindung.

Nach der Zeichnung ist ein Ende einer abgedichteten rohrförmigen Glashülle 1 von einer HF-Wicklung 2 umgeben, damit ein Plasma im Gas innerhalb der Hülle erregt bzw. erzeugt wird. Dieses Teilstück der Hülle bildet die Ionenquelle und wird durch eine Begrenzungselektrode 3 begrenzt, die als flache Scheibe mit einer zentralen Öffnung 4 ausgebildet und gegenüber der Hülle 1 abgedichtet ist. Die Elektrode 3 ist zur guten Wärmeleitung aus Molybdän hergestellt. Zwischen Wicklung 2 und Elektrode 3 umgibt eine Magnetspule 5 die Hülle, um ein axiales Magnetfeld im Bereich der Öffnung 4 zu erzeugen und auf diese Weise das hieran angrenzende Plasma zu verdichten. Dies erhöht die Ionenstromdichte, die aus der Plasmaabgrenzung bei einer vorgegebenen HF-Erregungsenergie abzuziehen ist. Die dem Plasma zugewandte Seite der Elektrode 3 ist mit einer dünnen glasartigen Emaille 6 bis etwa 0,127 mm von der Kante der öffnung bedeckt, wobei ein emaillefreier Bereich 30 verbleibt, um das Metall gegen das Plasma abzuschirmen, damit ein Versprühen oder Zerstäuben verhindert und ferner die Rekombination atomarer Wasserstoffisotop-Ionen in molekulare Ionen auf einem Minimum gehalten wird. Das Sprühen kann auch einen Gasabsorbierungseffekt nach sich ziehen, der selbstverständlich in einem abgedichteten Rohr mit einem begrenzten Gasinhalt unerwünscht ist. In die öffnung 4 ist ein Aluminiumeinsatz 34 geschraubt, der einen Rand aufweist, der über den Bereich 30 hinausragt, wobei Aluminium einen bedeutend geringeren Rekombinationskoeffizienten für atomare Wasserstoffionen als Molybdän und auch ein viel kleineres Sprühverhältnis (d. h. ausgestrahlte Atome pro einfallendes Ion) aufweist. Der Rand des Einsatzes 34 berührt das Plasma, hält es somit auf dem Potential der Elektrode 3.

Jenseits der Begrenzungselektrode 3 ist eine kegelstumpfförmige Ionen-Extraktionselektrode 7 im Abstand angeordnet, die an einen mit der Hülle 1 dicht schließenden Ring 8 hartgelötet ist und in die ein Antisprüheinsatz 35 aus Aluminium, ähnlich dem Einsatz 34, eingeschraubt ist. Im Abstand zur Ionenextraktions-Elektrode 7 wiederum ist eine Target-Abschirmelektrode 10 an einem Metallrohr 11 befestigt, das einen Teil der Generatorhülle 1 bildet. Die Target-Abschirmelektrode 10 weist eine kanalähnliche öffnung 12 auf, die mit den öffnungen 9 und 4 fluchtet.

Gegenüber dem Metallrohr 11 ist durch ein röhren- - förmiges Glasteilstück 13 ein Metallrohr 14 isoliert, an dessen Ende sich ein Flansch 15 befindet, der das Target 16 trägt, welches aus Erbium besteht, das auf einen Molybdänpreßling aufgedampft ist, wodurch ein einspringender Hohlraum 29 hinter dem Target gebildet wird. Die Erbiumschicht wird zuerst mit Deuterium imprägniert, das während des Betriebs zu einem ungefähr 5ü/5()-Deuterium/Tritium-Gemisch auf Grund des G as-Auf frischers 19 umgewandelt wird, der zuerst mit einem Deuterium/Tritium-Gemisch

ίο geladen wird, welches einen Überschuß an Tritium aufweist, der ausreicht, den gesamten Gasinhalt der Hülle (d. h. sowohl den Auffrischer als auch das Target eingeschlossen) zu einer etwa 50/50-Mischung zu machen. Während des Betriebs wird das Target in einer bekannten Weise durch die Wirkung des gemischten Ionenstrahls aufgefrischt. Außerdem ist am Flansch 15 koaxial innerhalb der Target-Abschirmelektrode 10 ein rohrförmiger Unterdrückungs-Bauteil 17 angebracht, dessen eines Ende das Target 16 umgibt und dessen anderes Ende bis an das targetseitige Ende des Kanals 12 angrenzt. Während des Betriebs wird ein geeignetes Kühlmittel über der hinteren Oberfläche des Targets 16 in Umlauf gebracht, um die durch den Ionenstrahl ausgestrahlte Wärme abzuführen.

Mit dem anderen Ende der Hülle 1 ist ein Metallrohr 18 dicht verbunden, das eine Endplatte 21 trägt, an welcher der Gasauffrischer 19, ein Verschlußrohr 20 und ein Pirani-Vakuummesser (hinter Rohr 20 verdeckt) befestigt sind, die in der Ausführung ähnlich den entsprechenden Komponenten sind, die in der obenerwähnten britischen Patentschrift beschrieben sind. Außerdem ist an der Platte 21 mittels eines Stützrohres 22 eine Kupferplatte 23 befestigt, die mit aufgedampftem Aluminium beschichtet ist, um ein Sprühen bzw. Zerstäuben durch den Kontakt mit dem Plasma zu verhindern.

Die Scheibe 23, die durch eine Öffnung 24 in der Platte 21 gekühlt wird, dient als Auffang für zurückströmende Elektronen, und zwar sowohl für solche, die durch Ionenbeschuß der Extraktionselektrode 9 entstanden sind, als auch für jene, die aus dem Bereich der Target-Abschirmelektrode 10 stammen. Die Scheibe 22 hat einen großen Durchmesser, weil der Elektronenstrahl zu einer Vergrößerung seines Durchmessers durch den Defokussierungseffekt des divergierenden Magnetfeldes neigt, das durch die Spule 5 erzeugt wird.

Der Außendurchmesser der Rohre 18, 11 und 14 beträgt 50,8 mm. Wie schon erwähnt, bestehen die Elektrode 3 und das Target 16 aus Molybdän. Die Rohre 22, 11, 18 und 14, der Flansch 15, das Rohr 17, die Abschirmungselektrode 10 und die Extraktionsanordnung 7/8 sind aus einer Legierung hergestellt. Die Hülle 1 besteht aus Glas.

Führungsringe 25 und 26 aus einer Aluminiumlegierung sind jeweils auf die Scheibe 8 und das Rohr 11 aufgeklemmt, um hohe elektrische Beanspruchungen zu verhindern, wie sie dort entstehen, wo diese Teile an der Hülle 1 abgedichtet sind. Der Ionenquellenbereich der Hülle 1 (bis zur Scheibe 8), einschließlich Wicklung 2 und Spule 5, ist von einem ersten Mantel aus Methacrylat (nicht gezeigt) umschlossen, durch den Kühlöl zirkuliert, und der Bereich zwischen Ring 25 und Flansch 15 ist von einem zweiten ähnlichen Mantel (nicht gezeigt) umschlossen, der ein hochwertiges Isolieröl enthält.

Im Betrieb wird die Hülle 1 mit dem Deuterium/

Tritium-Gasgemisch gefüllt, das vom Auffrischer 19 geliefert wird, wobei der Gasdruck auf etwa 15 X K)"³ Torr, gemessen mit dem Pirani-Vakuummesser, gehalten wird. Ein Plasma wird in diesem Gas durch Anlegen einer HF-Energie von 15 MHz an die Wicklung 2 erregt. Ionen werden durch die öffnung 4 in der Begrenzungselektrode 3 hindurch aus dem Plasma durch eine Spannungsdifferenz V₀ von bis zu 5 kV abgezogen, die zwischen der Elektrode 3 und der Extraktionselektrode 7 angelegt wird, wobei die letztere Erdpotential hat. Das Plasma nimmt die Spannung der Elektrode 3 und des Elektronenauffängers 23, die außen miteinander verbunden sind, auf, wobei sich eine gekrümmte Plasmabegrenzung oder -kappe über der Plasmaseite der öffnung 4 bildet. Die Spule 5 erzeugt ein axiales Magnetfeld von etwa 100 Gauß im Bereich der Öffnung 4, um das Plasma, wie schon beschrieben, zu verdichten.

Bei relativ niedrigen Werten von V_G trifft ein Teil des Ionenstrahls auf die Extraktionselektrode 7; sobald jedoch V₀ erhöht wird (wobei die Plasmadichte konstant gehalten wird), dann wird der ganze Strom gebündelt durch die Öffnung 9 gegeben, weil die Plasmabegrenzung oder -kappe durch das angrenzende, durch V_G erzeugte elektrische Feld zurückgestoßen wird. Der anfängliche Ionenbeschuß der Elektrode 7 erzeugt Sekundär-Elektronen, die zurück in die Ionenquelle durch die Öffnung 4 hindurch beschleunigt, jedoch wie beschrieben, von der Scheibe 23 aufgehalten werden.

Der die Ionen-Extraktionselektrode 7 verlassende Ionenstrahl wird weiter durch das Hauptbeschleunigungsfeld beschleunigt, das durch die Spannungsdifferenz Vy von 110 bis 120 kV erzeugt wird, die zwischen der Elektrode 7 und der Target-Abschirmelektrode 10 angelegt wird, und trifft auf das Target 16. Dieses und der Unterdrückungs-Bauteil 17 werden auf einer Spannung V_B von etwa + 400 V in bezug auf die Target-Abschirmelektrode 10 gehalten.

Die Verwendung eines verhältnismäßig engen Kanals 12 in der Target-Abschirmelektrode 10 hat im Vergleich zu den einfachen öffnungen 4 und 9 in den beiden anderen Elektroden den Vorteil, daß das Eindringen des Hauptbeschleunigungsfeldes in die Target-Abschirmelektrode verringert wird. Die Verwendung eines zu hohen Wertes von V_B kann auch dazu führen, daß eine unerwünschte Entladung zwischen dem Unterdrückungsbauteil 17 und der Target-Abschirmelektrode 10 auftritt, was ein Sprühen oder Zerstäuben der letzteren verursachen kann.

Wie schon erwähnt, erlaubt es der relativ schmale, hochdichte Ionenstrahl, der in diesem Generator erzeugt wird, die öffnung 9 klein zu halten, was das Eindringen des Hauptbeschleunigungsfeldes über die Ionenextraktions-Elektrode 7 hinaus in den Bereich der Ionenquelle und somit auch die Gefahr eines Langstrecken-Zusammenbruchs vermindert. (Es sei darauf hingewiesen, daß Generatoren der vorliegenden Art in demjenigen Bereich der Paschen-Kurve arbeiten, in welchem für konstanten Druck die Zusammenbruchssprannung um soviel abnimmt wie die Spaltlänge zunimmt.) Der schmale Strahl macht es außerdem möglich, den vergleichsweise langen, engen Kanal in der Target-Abschirmelektrode zu verwenden, was, wie oben erläutert, den Elektroneneinfang erleichtert.

Ein anderer Vorteil des schmalen Ionenstrahls besteht darin, daß sein kleiner Divergenzwinkel beim Eindringen in die Target-Abschirmelektrode es zuläßt, daß das Target relativ weit hinter die Öffnung der Abschirmelektrode gelegt werden kann, ohne daß der Strahlquerschnitt den Targetdurchmesser überschreitet, wenn der Strahl auf das Targe't auftrifft. Das bedeutet, daß die Neutronen an einer weiter von der Hauptbeschleunigungszone und seiner entsprechenden hochwertigen Isolation entfernten Stelle erzeugt werden, was den Zugang zum Target wesentlich verbessert. Ein Vergleich mit dem in der britischen Patentschrift 981 297 beschriebenen Generator zeigt, daß bei dem vorliegenden Generator der Targetaufbau viel weniger einspringend ist, was es entsprechend einfacher macht, Proben im Hochflußbereich unmittelbar hinter der Targetoberfläche 16 zu bestrahlen (z. B. zur Aktivierungsanalyse). Weil die einspringende Höhlung auch die Target-Kühlrohre tragen muß, ist dies ein wichtiger Faktor, besonders wenn ein mit komprimierter Luft betriebener Förderer zur

schnellen Übermittlung von Proben eingebaut werden muß. Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform ist die zurückspringende Bauart des Targets durch ein Target ersetzt, dessen Oberfläche mit dem Ende des Rohres, wie nachfolgend beschrieben, bündig abschließt.

Ein weiterer Vorteil einer Ionenquelle, wie sie beim vorliegenden Generator verwendet wird, ist der, daß der Neutronenausstoß leicht und genau durch Änderung des Wertes V₀ gesteuert werden kann, leichter als dies bei dem in der vorerwähnten britischen Patentschrift beschriebenen Generator bei einer Änderung der HF-Energie, die an die Plasma-Erreger-Wicklung angelegt wird, der Fall ist. Das letztere System ist mehr von Gasdruckschwankungen abhängig> die nur schwer genau zu steuern sind. Die Erleichterung der Ausstoß-Steuerung ist besonders vorteilhaft in Fällen, die einen modulierten Neutronenausstoß, z. B. bei Kernreaktorexperimenten, erfordern. Ein Ertrag von 9 X 10^s Neutronen pro Sekunde wurde mit dem oben beschriebenen Gerät, das allein mit Deuterium gefüllt war, unter den folgenden Arbeitsbedingungen erzielt:

= 120 kV

= etwa 380 W
= 6 mA
= 5 mA
= 11 mA

Target-Spannung ( V_T)

HF-Energie, im Plasma
aufgebraucht

Target-Abschirmstrom (Z₅)

Target-Strom (/,)

Gesamtrohr-Strom (Z₄)

Unterdrücker-Vorspannung ( K₈) = 440 V
Magnetfeld = etwa 100 Gauß

Extraktorspannung (V_G) = 3,3 kV

Extraktorstrom (/_G) = 11 mA

Auffangstrom (I_E) =0 mA

Der Wert des Target-Stroms 1_T, der oben angegeben ist, ist nicht gleich dem Ionenstrahlstrom, der auf das Target auftrifft und der unter den obigen Bedingungen mindestens auf 8 mA geschätzt wird, weil die Target/Unterdrücker-Bauteilgruppe ebenfalls Elektronen sammelt, die auf die Ionisation des Gases durch den energiereichen Ionenstrahl zurückzuführen sind. Der obige Neutronenausstoß wird etwa um das Hundertfache erhöht durch Füllen des Rohres mit einem 50/50-Deuterium/Tritium-Gemisch, anstatt nur mit Deuterium.

In Fig. 2, die eine andere erfindungsgemäße Ausführungsform darstellt, beziehen sich die zweiten und dritten Ziffern der Bezugszeichen auf Teile, die in

Fig. 1 entsprechend numeriert sind. Das Teilstück des Generators links vom Ring 108 ist das gleiche wie in Fig. !, der übrige Teil des Rohres ist wie gezeigt abgewandelt.

Es hat sich herausgestellt, daß. wenn man unter Hochspannungs-Bedingungen arbeitet, die Tendenz zum elektrischen Zusammenbruch besteht, welcher zwischen der Target-Abschirmelektrode 10 (Fig. 1) und der lonen-Extraktionselektrode 7 entlang der inneren Oberfläche 37 der Glashülle 1, die sich zwisehen dem Ring 8 und dem Rohr 11 erstreckt, auftreten kann. Es besteht Grund zur Annahme, daß ein derartiger Zusammenbruch durch Bestrahlung der Glasoberfläche entweder durch geladene Teilchen, die aus dem Ionenstrahl hervorgehen, oder durch elektromagnetische Strahlung (z. B. ultraviolettes Licht von der Ionenquelle) oder durch Röntgenstrahlen infolge energiereicher Elektronen, die auf die Extraktionselektrode oder die Fangvorrichtung und auf die Wände der Ionenquelle auftreffen, eingeleitet werden kann. Eine andere Ursache ist, daß auf dem Glas irgendein Material niedergeschlagen wird, das durch den Strahl von der Außenzone der Target-Abschirmelektrode 10, die das Ende der Öffnung 12 umgibt, versprüht wird.

Was immer der Grund sein mag, so hat es sich doch herausgestellt, daß die Tendenz zu einem Zusammenbruch durch eine Anordnung der lonen-Extraktions- und der Target-Abschirmelektroden reduziert wird, die dazu dient, die Glasoberfläche gegen derartige Einflüsse abzuschirmen. In Fig. 2 umfaßt die Target-Abschirmelektrode 110 ein zylindrisches Teilstück 131, das in ein entsprechendes zylindrisches Teilstück 132 der Ionenextraktions-Elektrode 107 hineinragt, so daß eine wesentliche Überlappung entsteht. Der Prall- oder Leiteffekt, der aus dieser Anordnung resultiert, schützt das aus Glas bestehende Teilstück 137 der Generatorhülle 101, das sich zwischen diesen beiden Elektroden erstreckt, vor einem »Wahrnehmen« des Ionenstrahls oder der Öffnungen in den Elektroden 107 und 103 (und somit des Plasmas in der Ionenquelle) oder des Endes der Öffnung 112.

Es wurde bereits darauf hingewiesen, daß das Ausmaß des Zurückspringens des Targets 116 vorteilhaft reduziert wird, damit die Bestrahlung von Proben erleichtert wird. Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 sieht man, daß das Target eine flache Scheibe ist, die jenseits des Flansches 115 liegt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen Ö09510/158

Claims

Patentansprüche:

1. Neutronengenerator mit einer abgedichteten Generatorhülle, einer Einrichtung zum Erzeugen eines Gasentladungsplasmas in einem Teil des von der Generatorhülle umgrenzten Raumes, einer mit einer Ionenaustrittsöffnung versehenen Begrenzungswand innerhalb der Generatorhülle, welche das Gasentladungsplasma zu einem eine lonenextraktionselektrode, eine Target-Abschirmelektrode und ein Target enthaltenden Ionenbeschleunigungsraum hin begrenzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungswand eine Begrenzungselektrode (3,103) ist, welche aus einer Metallschicht besteht, die auf der dem Gasentladungsplasma zugewandten Seite mit einer elektrisch nichtleitenden Schicht bedeckt ist, und daß Mittel (5, 105) zum Erzeugen eines in Richtung der Generatorhüllen-Achse gerichteten axialen Magnetfeldes im Bereich der Ionenaustrittsöffnung (4, 104) der Begrenzungselektrode (3, 103) vorgesehen sind.

2. Neutronengenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Erzeugen des Gasentladungsplasmas eine HF-Wicklung (2, 102) aufweist, und daß die Mittel zum Erzeugen des Magnetfeldes eine Spule (5, 105) aufweisen, welche die Generatorhülle (1, 101) zwischen der HF-Wicklung (2,102) und der Begrenzungselektrode (3, 103) umgibt.

3. Neutronengenerator nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die öffnung (12, 112) in der Target-Abschirmelektrode (10, 110) kanalartig ausgebildet ist, und daß ein an den Enden offenes röhrenförmiges Unterdrückungsbauteil (17, 117), das von der Target-Abschirmelektrode (10, Ϊ10) isoliert angebracht ist, sich vom targetseitigen Ende der öffnung (12,112) bis zum Target (16, 116) erstreckt und dieses umgibt.

4. Neutronengenerator nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Ionenaustritts-Öffnung (4, 104) in der Begrenzungselektrode (3, 103) mit einem Einsatz (34,134) aus einem Metall versehen ist, das ein geringes Sprüh- bzw. Zerstäubungsverhältnis und einen niedrigen atomaren Rekombinationskoeffizienten für atomare Wasserstoffionen aufweist.

5. Neutronengenerator nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ionen-Extraktionselektrode (107) ein hohlzylindrisches Teilstück (132) aufweist, in das ein zylindrisches Teilstück (131) der Target-Abschirmelektrode (110) konzentrisch überlappend hineinragt, wobei die Überlappung so ausgelegt ist, daß das Teilstück (137) der Generator-Hülle (101) zwischen der Ionen-Extraktionselektrode (107) und der Target-Abschirmelektrode (110) vor dem direkten Aufprall von geladenen Teilchen geschützt ist.