DE1564024C - Neutron generator - Google Patents

Neutron generator

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DE1564024C
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Application number
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German (de)
Inventor
Werner Dr Phys 7500 Karls ruhe Eyrich
Original Assignee
Gesellschaft fur Kernforschung mbH, 7500 Karlsruhe
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Description

Zur Führung des von Hand oder mit Rohrpost bewegten mit einer Probe belegten Probenhalters wird ein aus Isoliermaterial bestehendes einseitig verschlossenes mit dem Neutronengeneratorgehäuse vakuumdicht verbundenes Rohr seitlich in die vom Drehtarget gebildete Trommel unterhalb der Ionenstrahlachse eingeführt.For guiding the sample holder that is loaded with a sample and moved by hand or by pneumatic tube becomes a one-sided closed made of insulating material with the neutron generator housing vacuum-tight connected tube laterally in the drum formed by the rotating target below the ion beam axis introduced.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigtAn embodiment of the invention is shown in the drawing and in more detail below described. It shows

F i g. 1 einen Teilschnitt des Neutronengenerators,F i g. 1 a partial section of the neutron generator,

F i g. 2 eine Seitenansicht des Drehtargets und der Kühlflächen.F i g. 2 shows a side view of the rotating target and the cooling surfaces.

Das zylinderförmige Drehtarget 1 wird entsprechend F i g. 1 mit einem Spannring 2 und am Umfang verteilten Spannbändern auf dem scheibenförmigen Targethalter 3 fixiert, welcher über die Welle 4 von einem Elektromotor 5 angetrieben wird, der im Generatorgehäuse 6 angeflanscht ist. Das aus Isoliermaterial bestehende, einseitig verschlossene Rohr 7 zur Führung des Probenhalters 8 ist seitlich in die vom Drehtarget gebildete Trommel hineingeführt, so daß die zu bestrahlende Probe 9 nur durch den Rohrverschluß und den erforderlichen Spalt vom Drehtarget getrennt ist.The cylindrical rotary target 1 is shown in accordance with FIG. 1 with a clamping ring 2 and on Circumference distributed tensioning straps are fixed on the disk-shaped target holder 3, which over the Shaft 4 is driven by an electric motor 5 which is flange-mounted in the generator housing 6. The end Insulating material, closed on one side, pipe 7 for guiding the sample holder 8 is on the side guided into the drum formed by the rotating target, so that the sample 9 to be irradiated only through the pipe closure and the required gap is separated from the rotating target.

F i g. 2 zeigt das in die Targettrommel hineinragende Führungsrohr 7 und die seitwärts von diesem angeordneten Kühlflächen 10 zur Abführung der Strahlungswärme.F i g. 2 shows the guide tube 7 protruding into the target drum and the one to the side of it arranged cooling surfaces 10 for dissipating the radiant heat.

Durch die großen Durchmesser der Trommeln aufDue to the large diameter of the drums

ίο die die neutronenerzeugende Schicht, z. B. eine Titan-Tritium-Schicht, aufgebracht ist, kann eine wesentlich größere Targetfläche bei dem Neutronengenerator nach der Erfindung ausgenutzt werden als bei bekannten rotierenden Scheibentargets. Insbesondere ergibt die Zylinderform des Drehtargets auch eine wesentlich gleichmäßigere Ausnutzung des gesamten Targets und damit bei geringerer Flächenbelastung eine höhere Neutronenausbeute sowie eine höhere Lebensdauer des Targets. Die rechteckige Form der Teiltargets vereinfacht das Herstellungsverfahren und ergibt damit eine erhebliche Verbilligung.ίο the neutron generating layer, e.g. Legs Titanium-tritium layer, is applied, can have a significantly larger target area for the neutron generator are used according to the invention than in known rotating disk targets. In particular the cylindrical shape of the rotating target also results in a much more uniform utilization of the entire targets and thus a higher neutron yield and a longer target life. The rectangular shape of the sub-targets simplifies the manufacturing process and thus results in a considerable reduction in the price.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (10)

1 2 get befinden und bei dem im Drehtarget ein mit Hilfe Patentansprüche: der Ionenquelle und der Absaugelektrode gebildetes Ionenstrahlbündel durch Kernreaktionen Neutronen1 2 get and in which in the rotating target an ion beam formed by nuclear reactions neutrons with the aid of patent claims: the ion source and the suction electrode 1. Neutronengenerator, bei dem sich an eine erzeugt.1. Neutron generator, in which one is generated. Öffnung eines evakuierten Gehäuses eine Ionen- 5 Es sind Neutronengeneratoren bekannt, bei denen quelle anschließt, sich innerhalb des Gehäuses der Ionenstrahl auf ein ringscheibenförmiges Dreheine Absaugelektrode und ein Drehtarget befin- target gerichtet ist und die Ionenstrahlachse vorzugsden und bei dem im Drehtarget ein mit Hilfe der weise mit der Drehachse des Drehtargets parallel ver-Ionenquelle und der Absaugelektrode gebildetes läuft. Dabei nimmt die Ausleuchtung der Ringscheibe Ionenstrahlbündel durch Kernreaktionen Neutro- io zum inneren Rand zu, so daß die Flächenbelastung nen erzeugt, dadurch gekennzeichnet, in radialer Richtung ungleichmäßig ist und die am daß das Drehtarget die Form eines Zylinderman- äußeren Rand liegenden Targetelemente nicht voll tels hat. . " ■ ausgenutzt werden können. Diese Nachteile könnenOpening an evacuated housing of an ion 5 Neutron generators are known in which source is connected, the ion beam on a ring disk-shaped rotating mechanism within the housing The suction electrode and a rotating target are oriented and the ion beam axis is preferred and in the case of the one in the rotating target with the help of the ion source parallel to the axis of rotation of the rotating target and the suction electrode runs. The illumination of the ring disc increases Ion beam through nuclear reactions Neutro- io to the inner edge, so that the surface loading NEN generated, characterized in that it is uneven in the radial direction and the am that the rotary target does not fully take the form of a cylinder located on the outer edge of the target element tels has. . "■ can be exploited. These disadvantages can 2. Neutronengenerator nach Anspruch 1, . zwar durch Vergrößern des Drehtarget-Durchmesdadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse des 15 sers reduziert werden, aber eine solche Maßnahme Drehtargets mit der Ionenstrahlachse einen Win- würde wegen des hohen Raumbedarfs" vakuumtechnikel von 90 bis 45° bildet. sehe und konstruktive Mängel aufweisen.2. Neutron generator according to claim 1,. by increasing the rotation target diameter thereby characterized in that the axis of rotation of the 15 sers can be reduced, but such a measure Rotating targets with the ion beam axis would be "vacuum technology" because of the high space requirement forms from 90 to 45 °. see and have structural defects. 3. Neutronengenerator nach Anspruch 2, Aufgabe der Erfindung ist es, einen Neutronendadurch gekennzeichnet, daß der Winkel 90° generator mit einem Drehtarget zu schaffen, das eine beträgt. 20 gleichmäßigere Flächenbelastung und dadurch eine3. Neutron generator according to claim 2, the object of the invention is to generate a neutron thereby characterized in that the angle 90 ° generator with a rotation target to create the one amounts to. 20 more even wing loading and therefore a 4. Neutronengenerator nach einem der größere mittlere Flächenbelastung ermöglicht und Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine unter sonst gleichen Bedingungen eine höhere Neumindestens teilweise aus Isoliermaterial beste- tronenausbeute und eine höhere Lebensdauer sichert, hende Antriebswelle für das Drehtarget. . Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch4. Neutron generator after one of the larger mean surface loading allows and Claims 1 to 3, characterized by a higher new minimum under otherwise identical conditions Partly made of insulating material, ensures electron yield and a longer service life, existing drive shaft for the rotating target. . This object is achieved according to the invention 5. Neutronengenerator nach einem der 25 gelöst, daß das Drehtarget die Form eines Zylinder-Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen mantels hat. Dabei werden alle in Richtung der Drehmindestens teilweise innerhalb des evakuierten achse des Drehtargets liegenden Flächenelemente' Neutronengeneratorgehäuses angeordneten mit gleicher Geschwindigkeit in bezug auf den Ionen-Antriebsmotor für das Drehtarget. strahl bewegt. Die Drehachse des Drehtargets bildet5. Neutron generator according to one of 25 solved that the rotating target has the shape of a cylinder-claims 1 to 4, characterized by a jacket. In doing so, all are turning in the direction of the minimum Surface elements partially located within the evacuated axis of the rotating target ' Neutron generator housing arranged at the same speed with respect to the ion drive motor for the rotating target. beam moves. Forms the axis of rotation of the rotation target 6. Neutronengenerator nach einem der 3° zweckmäßigerweise mit der Ionenstrahlachse einen Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch ein.aus Winkel von 90 bis 45°. Es kann besonders vorteilmindestens zwei Teiltargets zusammengesetztes haft sein, wenn dieser Winkel 90° beträgt. Drehtarget. Im Hinblick auf die zwischen Absaugelektrode6. Neutron generator according to one of the 3 ° expediently with the ion beam axis Claims 1 to 5, characterized by an angle of 90 to 45 °. It can be particularly beneficial at least two partial targets can be assembled if this angle is 90 °. Rotating target. With regard to the between suction electrode 7. Neutronengenerator nach einem der und Generatorgehäuse bestehende Potentialdifferenz Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine im 35 von etwa 100 kV ist es vorteilhaft, die Antriebswelle wesentlichen aus einer eine Auflage für das Dreh- . für das Drehtarget mindestens teilweise aus Isoliertarget bildenden auf der Antriebswelle befestigten material aufzubauen. Für die Erhaltung des im Inne-Scheibe und einem durch Spannbänder gehalte- ren des Neutronengeneratorgehäuses erforderlichen nen Spannring, wobei die Teiltargets zwischen Vakuums hat es sich als zweckmäßig erwiesen, den Scheibe und Spannring als Drehtarget einge- 4° Antriebsmotor für das Drehtarget mindestens teilspannt sind. ■ ■/,.■. ;. weise innerhalb des evakuierten Neutronengenerator-7. Neutron generator after one of the and generator housing existing potential difference Claims 1 to 6, characterized by an im 35 of about 100 kV, it is advantageous to use the drive shaft essential from a one edition for the rotary. for the rotary target to build at least partially from insulating target forming material attached to the drive shaft. For the preservation of the inside disc and one of the neutron generator housing required to be held in place by tensioning straps NEN clamping ring, with the sub-targets between vacuum, it has proven to be useful to the Disc and clamping ring as a rotating target - 4 ° drive motor for the rotating target at least partially tightened are. ■ ■ / ,. ■. ;. wise within the evacuated neutron generator 8. Neutronengenerator nach einem der gehäuses anzuordnen.8. To arrange the neutron generator after one of the housings. Ansprüche! bis 7, gekennzeichnet durch inner- Bei einer bevorzugten. Ausführungsform der Erfin-Expectations! to 7, characterized by inner With a preferred. Embodiment of the invention halb des Drehtargets angeordnete Kühlflächen dung ist das zylinderförmige Drehtarget mindestenscooling surfaces arranged halfway around the rotating target, the cylindrical rotating target is at least zum Abstrahlen der im Drehtarget' erzeugten 45 aus zwei Teiltargets zusammengesetzt. Diese Teiltar-for emitting the 45 generated in the rotating target 'composed of two sub-targets. This partial tariff Wärme. gets sind dann vorteilhafterweise auf einer im wesent-Warmth. gets are then advantageously on an essentially 9. Neutronengenerator nach einem der liehen zugleich als Auflage dienenden, auf der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch Kühl- Antriebswelle befestigten Scheibe mit einem durch kanäle in einem Tagethalter des Drehtargets zum Spannbänder gehaltenen Spannring in Form einer Zu- und Abführen eines nichtleitenden flüssigen 50 Zylindermantelfläche eingespannt. Hierdurch wird Kühlmittels. .■■■-.■■ Jj6 radial gemessene Stärke des Targets und seiner9. Neutron generator according to one of the borrowed at the same time serving as a support, on the claims 1 to 8, characterized by a cooling drive shaft attached disc with a clamping ring held by channels in a Tagethalter of the rotary target to the tightening straps in the form of a supply and discharge of a non-conductive liquid 50 Clamped cylinder surface. This creates coolant. . ■■■ -. ■■ Jj 6 radially measured strength of the target and its 10. Neutronengenerator nach einem der zum Einspannen erforderlichen Teile möglichst klein Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch ein aus gehalten, und der Neutronenflugweg vom Target zu Isoliermaterial bestehendes, seitlich in die vom der zu bestrahlenden Probe verkürzt. Die während Drehtarget gebildete Trommel unterhalb der 55 des Betriebes im Target erzeugte. Wärme wird bei Ionenstrahlachse hineinragendes, einseitig ver- diesen zylinderförmigen Drehtargets dann bis zu schlossenes, mit dem Neutronengeneratorgehäuse etwa 20 cm Durchmesser und etwa 200 W Ionenvakuumdicht verbundenes Rohr zur Führung des Strahlleistung durch Strahlung abgeführt. Die vom von Hand oder mit Rohrpost bewegten mit einer Drehtarget abgestrahlte Wärme kann in Weiterbil-Probe belegten Probehalters. 60 dung der Erfindung durch in die trommeiförmige10. Neutron generator as small as possible after one of the parts required for clamping Claims 1 to 9, characterized by a held off, and the neutron flight path from the target to Existing insulating material, laterally shortened into that of the sample to be irradiated. The during Rotary target formed drum below the 55 of the operation generated in the target. Heat is at The ion beam axis protruding on one side and then rotates these cylindrical rotary targets up to closed, with the neutron generator housing about 20 cm in diameter and about 200 W ion vacuum tight connected pipe for guiding the beam power dissipated by radiation. The ones from Heat radiated by hand or by pneumatic tube moving with a rotating target can be used in a further-training sample occupied sample container. 60 training of the invention through into the drum-shaped ι Aufspannvorrichtung des Drehtargets hineinragendeι jig of the rotating target protruding Kühlflächen abgeführt werden.Cooling surfaces are dissipated. Bei einer anderen Ausführungsform des Neutronengenerators, insbesondere auch für höhere Lei-In another embodiment of the neutron generator, in particular also for higher power Die Erfindung betrifft einen Neutronengenerator, 65 stungen, wird die Wärme mit Hilfe eines nichtleiten-The invention relates to a neutron generator, 65 stungen, the heat with the help of a non-conductive bei dem sich an die Öffnung eines evakuierten den flüssigen Kühlmittels abgeführt, das beispiels-in which the liquid coolant is discharged to the opening of an evacuated one, the example Gehäuses eine Ionenquelle anschließt, sich innerhalb weise über Bohrungen der Antriebswelle den Kühl-Housing an ion source connects, within wise via bores in the drive shaft the cooling des Gehäuses eine Absaugelektrode und ein Drehtar- kanälen des Targethalters zugeführt wird.A suction electrode and a rotating tar channel of the target holder are supplied to the housing.

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