DE1589431C

DE1589431C - Neutron generator for generating high neutron fluxes

Info

Publication number: DE1589431C
Authority: DE
Inventors: Ronald I Deep River Ontario Hodge (Kanada)
Original assignee: Atomic Energy of Canada Ltd AECL
Current assignee: Atomic Energy of Canada Ltd AECL
Publication date: 1971-06-09

Description

Die Erfindung betrifft einen Neutronengenerator zur Erzeugung hoher Neutronenflüsse, mit einem evakuierten, auf ein Target aus Metall gerichteten Strahlrohr, durch das ein Korpuskularteilchenstrahl hoher Energie geschickt wird, wobei sich das Target am Ende des Strahlrohres befindet und bei Bestrahlung mit dem Teilchenstrahl Neutronen emittiert.The invention relates to a neutron generator for generating high neutron fluxes, with a evacuated, directed at a target made of metal, through which a corpuscular particle beam high energy is sent, the target is at the end of the beam tube and when irradiated emitted neutrons with the particle beam.

Ein derart aufgebauter Neutronengenerator ist beispielsweise aus »Umschau«, 1963, Heft 22, S. 695 bis 697, und aus »Nucleonics«, Dszcmber L960, S. 64 bis 78, bekannt. Bei einem deratigen Neutronengenerator ist es jedoch außerordentlich schwierig, die im Target entstehende Wärme nach außen abzuführen, so daß er nur kurzzeitig für experimentelle Zwecke verwendet werden kann.A neutron generator constructed in this way is, for example, from "Umschau", 1963, issue 22, p. 695 to 697, and from "Nucleonics", Dszcmber L960, p. 64 to 78, known. With such a neutron generator, however, it is extremely difficult to obtain the dissipate heat generated in the target to the outside, so that it can only be used briefly for experimental purposes can be used.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Neutronengenerator zu .schaffen, der sowohl für experimentelle Zwecke auch nach entsprechender Weiterbildung dauernd zur Erzeugung hoher Energiemengen geeignet ist.The present invention is therefore based on the object to create a neutron generator that both for experimental purposes and after appropriate further training to generate it continuously high amounts of energy is suitable.

Dies wird durch einen Neutronengenerator der obengenannten Art erreicht, der erfindungsgemäß gekennzeichnet ist durch ein Targetrohr, dessen Achse vertikal verläuft, durch ein in dem Targetrohr enthaltenes flüssiges Metall, das das Targetrohr teilweise füllt, so daß eine freie Oberfläche entsteht, die das Target bildet und deren vertikale Höhe auf einem vorgeschriebenen Pegel gehalten ist, wobei der Raum über dem Target bis auf den Dampfdruck des flüssigen Metalls evakuiert ist durch eine Verbindung des Targetrohres mit dem Strahlrohr für den Korpuskularstrahl, das in das obere Ende des Targetrohres hineinricht, und durch einen Wärmetauscher zur Kühlung des flüssigen Metalls. Ein derartiger Neutronengenerator ist nicht nur kurzzeitig für experimentelle Zwecke, sondern auch für langdauernde Untersuchungen und zur Erzeugung geringer bis mittlerer Energiemengen geeignet.'This is achieved by a neutron generator of the type mentioned above, which is according to the invention is characterized by a target tube, the axis of which is vertical, by one contained in the target tube liquid metal that partially fills the target tube, creating a free surface that the Target forms and the vertical height of which is kept at a prescribed level, the space is evacuated above the target down to the vapor pressure of the liquid metal by a compound of the Target tube with the beam tube for the corpuscular beam that enters the upper end of the target tube and through a heat exchanger to cool the liquid metal. Such a neutron generator is not only short-term for experimental purposes, but also for long-term investigations and suitable for generating small to medium amounts of energy. '

Eine bevorzugte Ausführungsform des Neutronengenerators gemäß der·Erfindung ist gekennzeichnet durch eine über eine Leitung an das Targetrohr angeschlossene Pumpe und durch eine druckseitig an die Pumpe angeschlossene Leitung, durch die das flüssige Metall von oben in das Targetrohr zurückgefördert wird, wobei der Wärmetauscher in diesen geschlossenen Kreislauf geschaltet ist. Darch diese Aiisführuiigsform ergibt sich eine besonders wirkungsvolle Wärmeabfuhr, so daß der erfindiuigsgemäße Neutronengenerator bei entsprechender Dimensionicrung seiner Bestandteile auch zur Erzeugung höchster Energiemengen geeignet ist. Die Gesamtleistung eines Protonenstrahls kann beispielsweise 60 MW betragen, wovon etwa 35 MW in Wärme umgesetzt werden, wenn der Protonenstrahl auf das Target triiFt.A preferred embodiment of the neutron generator according to the invention is characterized by a line connected to the target tube Pump and a line connected to the pump on the pressure side through which the liquid Metal is fed back into the target tube from above, the heat exchanger being closed in this Circuit is switched. Because of this form of guidance a particularly effective heat dissipation results, so that the neutron generator according to the invention at appropriate dimensioning of its components also suitable for generating the highest amounts of energy is. The total power of a proton beam can be, for example, 60 MW, of which about 35 MW converted into heat when the proton beam hits the target.

Eine Schwierigkeit, die bisher der Verwendung von Neutronengeneratoren mit einem Target aus Flüssigmetall entgegenstand, bestand darin, daß ein Protouenstrahl zuerst erzeugt und dann über ein evakuiertes Strahlrohr auf das Target projiziert werden muß. Die hochenergetischen Protonen, die zur Bestrahlung des Targets verwendet werden, werden in einer Hinrichtung erzeugt, die bis auf ein Vakuum von etsva K) " Torr ausgepumpt ist. Hs ist daher notwendig, dieses Vakuum im Strahlrohr aufrechtzuerhalten. Hino mögliche Lösung dieser Schwierigkeit wurde darin Ö5 gesehen, ein vakuumdichte^ Fenster aus einem protoiiendurchlfissigen Werkstoff zu verwenden. Ls ist jedoch bisher kein Werkstoll' bekannt, der genügend durchlässig ist, um eine innere Erwärmung und Strahlungsschädigung zu vermeiden, wenn er zur Abdichtung eines Protonenstrahlrohrs verwendet wird. Dieses Problem darf durch den erfindungsgemäßen Neutronengenerator als gelöst betrachtet werden.One difficulty that so far has been the use of neutron generators with a target Opposite liquid metal, consisted in the fact that a protoue beam was generated first and then over a evacuated beam tube must be projected onto the target. The high-energy protons that lead to Irradiations of the target used are generated in an execution that is down to a vacuum of etsva K) "Torr is pumped out. Hs is therefore necessary to maintain this vacuum in the jet pipe. Hino a possible solution to this problem was seen in Ö5, a vacuum-tight window made of one to use protoiiendurchlfissigen material. Ls However, so far no factory tunnel is known that is sufficient is permeable in order to avoid internal heating and radiation damage when used for Sealing of a proton beam tube is used. This problem is allowed by the invention Neutron generator can be regarded as solved.

Dir Neutronengenerator gemäß der Erfindung ist vorzugsweise oberhalb des Flüssigmetallpegels mit einem Überlauf versehen, der vorzugsweise kreisförmig ist, wobei die Flüssigkeit über den Überlauf in Richtung zu dessen Mitte strömt. Dadurch wird sichergestellt, daß das rücklaufende Flüssigmetall nur "an den Innenwandungen des Targetrohres entlangströmt und der Protonenstrahl nicht durch das zurücklaufende Flüssigmetall gestört wird. Zweckmäßigerweise ist dabei eine Einrichtung zum Verwirbeln der Flüssigkeit über den Überlauf vorgesehen. Statt des Überlaufes kann oberhalb des Flüssigmetallpegels im Targetrohr auch eine Düse angebracht werden, wobei zweckmäßigerweise über der Düse mehrere Flügel angeordnet sind, um eine Drehung der Flüssigkeit um das Strahlrohr zu bewirken. The neutron generator according to the invention is preferably provided above the liquid metal level with an overflow, which is preferably circular, the liquid flowing over the overflow towards its center. This ensures that the returning liquid metal only "flows along the inner walls of the target tube and the proton beam is not disturbed by the returning liquid metal. A device for swirling the liquid over the overflow is expediently provided. Instead of the overflow, above the liquid metal level in the target tube also a nozzle can be attached, wherein a plurality of wings are expediently arranged above the nozzle in order to cause a rotation of the liquid around the jet pipe.

Das Flüssigmetall läuft also an einem zwischenliegenden Pegel in das Targetrohr ein und fließt dann durch das Rohr nach unten zu einem Abfluß unter einem Druck p_s. Über dem Einlaufpegel wird ein Vakuum aufrechterhalten, d. h. ein Raum, in dem der Druck pa ungefähr gleich 0 ist. Auf der durchflossenen Länge treten Reibungsverluste Δ ρ auf. Zwei Bedingungen müssen erfüllt sein:The liquid metal thus runs into the target tube at an intermediate level and then flows down through the tube to a drain under a pressure p _s . A vacuum is maintained above the inlet level, ie a space in which the pressure pa is approximately equal to zero. Friction losses Δ ρ occur on the length through which the flow passes. Two conditions must be met:

1. Djx Dampfdruck der Flüssigkeit darf nirgends den örtlichen statischen Druck überschreiten, insbesondere nicht am Eingang den gewünschten Vakuumdruck p_a. 1. Djx vapor pressure of the liquid must not exceed the local static pressure anywhere, especially not the desired vacuum pressure p _a at the inlet.

2. Der Einlauf muß sich in einer Höhe L über dem Abfluß befinden, wobei 2. The inlet must be at a height L above the drain, where

L = L =

(Ps — Pa QS (Ps - Pa QS

beträgt, mit ρ als der mittleren Dichte des Flüssigmetalls und g als der örtlichen Erdbeschleunigung.is, with ρ as the mean density of the liquid metal and g as the local acceleration due to gravity.

Wenn der Flüssigkeitseinlauf niedriger als an der Stelle L liegen würde, so würde die Flüssigkeitsoberfiäche bis zur Höhe L ansteigen, und der Einlauf würde überschwemmt werden. Es würde daher kein Durchfluß in diesem Teil der Flüssigkeit über dem Einlauf stattfinden. Eine derartige Anordnung könnte für feistuiigsarms Anwendungen jedoch durchaus geeignet sein.If the liquid inlet were lower than at the point L , the liquid surface would rise up to the level L and the inlet would be flooded. There would therefore be no flow in that part of the liquid above the inlet. Such an arrangement could, however, be quite suitable for low-humidity applications.

Zweckmäßigerweise ist der Neutronengenerator gemäß der Erfindung mit einem Lagertank versehen. in den das gesamte Flüssigmetall abgelassen werden kann. Dieser Lagertank ist zweckmäßigerweise mit einer Leitung und einem Ventil zur Zufuhr eines unter Druck stehenden inerten Gases versehen, so daß die Flüssigkeit aus dem Lagertank gedrückt werden, kann um den Neutronengenerator zu füllen.The neutron generator according to the invention is expediently provided with a storage tank. into which all of the liquid metal can be drained. This storage tank is conveniently with a line and a valve for supplying a pressurized inert gas provided so that the Liquid can be squeezed out of the storage tank to fill the neutron generator.

In einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung weist der Neutronengenerator einen Pegelkontroll tank auf, der an die Pumpe angeschlossen ist und ai seinem oberen linde mit einem Ventil für die Zufuh eines inerten Gases versehen ist, um die Höhe de Flüssigkeit im Targetrohr zu steuern.In an expedient development of the invention, the neutron generator has a level control tank, which is connected to the pump and ai its upper linden tree with a valve for the supply an inert gas is provided to control the height of the liquid in the target tube.

D.is als Target verwendete Flüssigmetall besteh vorzugsweise aus einer euteklischen Blei-Wismut Legierung. Die Strömung kanu, insbesoiukTe dun den ihr am iiinlaß verliehenen Drall an den Wände.The liquid metal used as the target consists of preferably made of an Euclean lead-bismuth alloy. The current canoe, especially dun the twist on the walls given to her at the inlet.

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des Targetrbhrs leicht stabil gehalten werden. Der (Vakuum) und der vertikalen Höhendifferenz zwischenof the target tube can be kept slightly stable. The (vacuum) and the vertical height difference between

Dampfdruck einer eutektischen Blei-Wismut-Legie- L₃ und L₆ ebenso wie von den Reibungsverlusten decVapor pressure of a eutectic lead-bismuth alloy L ₃ and L ₆ as well as the friction losses dec

rung bei etwa 25O⁰C ist niedriger als der Innendruck Flüssigkeitssäule von L₈ bis L₃ ab, wenn die Flüssigkeittion at about 25O ⁰ C is lower than the internal pressure liquid _{column from L 8} to L ₃ when the liquid

in bekannten Protonenbeschleunigern, so daß der durch den Kreislauf strömt.in known proton accelerators, so that the flows through the circuit.

evakuierte Bereich kaum durch Blei-Wismut-Dampf 5 Dar Druck am Pumpeneinlaß darf nicht unter einenArea hardly evacuated by lead-bismuth vapor 5 The pressure at the pump inlet must not fall below one

vergiftet wird. Wert fallen, bei dem Kavitation auftritt. Zum Beispielbeing poisoned. The value at which cavitation occurs. For example

An Hand der in der Zeichnung dargestellten beispiels- hat sich ein Wert von 1,5 m (5 Fuß) für Blei-Wismutweisen Ausführungsformen wird die Erfindung im Legierungen als ansonsten befriedigend herausgestellt, folgenden näher erläutert. Es zeigt · Der hydrostatische Druck L₈ — L₁ muß diesen WertOn the basis of the example shown in the drawing, a value of 1.5 m (5 feet) for lead-bismuth-wise embodiments has been found to be otherwise satisfactory in the invention, which is explained in more detail below. It shows · The hydrostatic pressure L ₈ - L ₁ must have this value

F i g. 1 eine schematische Ansicht, eines Blei- ίο um mindestens die hydraulischen Verluste in derF i g. 1 is a schematic view of a lead ίο at least the hydraulic losses in the

Wismut-Kreislaufs gemäß der Erfindung, in dem das Leitung 21 überschreiten. L₆ ist in der Praxis dadurchBismuth circuit according to the invention, in which the line 21 exceed. L ₆ is thereby in practice

Vakuum im Strahlrohr aufrechterhalten wird, und festgelegt, daß es mit der für die Oberseite des TargetsVacuum is maintained in the beam tube, and determined that it is with that for the top of the target

F i g. 2 einen wahlweisen Targetrohr-Einlaufab- ausgewählten Höhe zusammenfallen muß. Daher mußF i g. 2 an optional target tube inlet deselected height must coincide. Therefore must

schnitt. . L₁, die Pumpenhöhe, so ausgewählt werden, daß sichcut. . L ₁ , the pump height, can be selected so that

Gemäß F i g. 1 ist ein Strahlrohr 10 nach unten 15 der richtige Wert für L₆ — L₁ ergibt. Sobald das System geführt, durch das ein Protonenstrahl verläuft, der gebaut worden ist, kann L, — L₁ entweder durch auf der Oberfläche 12 des Targets auftrifft. Das Target Verwendung eines einstellbaren Widerstands im befindet sich in einem Targetrohr 16 und ist von Rohr von L₆ zu L₁, um die 'hydraulischen Verluste einem Moderator 13 wie schweres Wasser umgeben. der Leitung 21 zu variieren, oder durch Druck-Besondere Strahllöcher verlaufen durch den Moderator 20 änderung in dem Pegelkontrolltank einjustiert werden, in üblicher Weise, so daß Neutronenstrahlen für Die Wanddicke des Targetrohrs 16 kann so gewählt experimentelle Zwecke austreten können. Die flüssige werden, daß sie ein Eindrücken des Abschnitts ver-Blei-Wismut-Legierung im Targetrohr.16 fließt an hindert, der innen im wesentlichen Vakuum und an . einer Stelle 14 von der Oberfläche 12 zu einem Wärme- der Außenwand etwa einen Druck von 1 Atmosphäre austauscher 15 ab, wo die Wärme abgeführt wird, die 25 hat. Diese Verhältnisse liegen am oberen Ende des durch das Auftreffen des Protonenstrahls auf das Rohrs 16 in der Nähe des Überlaufs 32 in F i g. 1 vor. Flüssigmetall-Target erzeugt wird. Eine Pumpe 17 Am unteren Ende des Targetrohrs 16 sind die Verwälzt die eutektische Blei-Wismut-Legierung im hältnisse umgekehrt, indem nämlich der Innendruck Wärmeaustausch-Kreislauf um, und eine Vakuum- sehr hoch ist, so daß eine niedrige Zugspannung in pumpe 18 dient zur Aufrechterhaltung eines geeigneten 30 diesem Bereich auftritt.According to FIG. 1 is a jet pipe 10 downwards 15 which gives _{the correct value for L 6} - L _1. Once the system is passed through which a proton beam that has been built passes, L, - L ₁ can either impinge through on the surface 12 of the target. The target using an adjustable resistor is located in a target tube 16 and is from tube from L ₆ to L ₁ , in order to avoid the 'hydraulic losses of a moderator 13 such as heavy water. the line 21 to vary, or through pressure-special beam holes run through the moderator 20 change in the level control tank can be adjusted in the usual way, so that neutron beams for the wall thickness of the target tube 16 can escape selected experimental purposes. The liquid is that it prevents an indentation of the section ver-lead-bismuth alloy in the target tube.16 flows to the inside essentially vacuum and to. At a point 14 from the surface 12 to a heat exchanger 15 from the outer wall about a pressure of about 1 atmosphere, where the heat that 25 has is dissipated. These relationships are at the upper end of the range caused by the impact of the proton beam on the pipe 16 in the vicinity of the overflow 32 in FIG. 1 before. Liquid metal target is generated. A pump 17 at the lower end of the target tube 16 is the eutectic lead-bismuth alloy in the proportions reversed, namely by the internal pressure heat exchange circuit around, and a vacuum is very high, so that a low tensile stress in pump 18 is used Maintain an appropriate 30 that area occurs.

Vakuums am offenen Ende des Strahlrohrs 10. Die Ein kleiner Wirbel erzeugt eine an der RohrwandVacuum at the open end of the jet pipe 10. The A small vortex creates one on the pipe wall

Pumpe 17 wird durch einen Motor 19 angetrieben anhaftende Strömung, falls der Überlauf richtigPump 17 is driven by a motor 19 adhering flow, in case the overflow is correct

und ist an Leitungen 20 und 21 ebenso wie an einen geformt ist. Für den Grenzfall, nämlich einen recht-and is molded on lines 20 and 21 as well as one. For the borderline case, namely a legal

Pegelkontrolltank 22 und an einen Lagertank 23 winkligen Überlauf, der durch ein Targetrohr mitLevel control tank 22 and to a storage tank 23 angled overflow, which through a target pipe with

angeschlossen. 35 konstantem Durchmesser erzeugt wird, das am Bodenconnected. 35 constant diameter is generated that at the bottom

Dar Betrieb der Einrichtung von F i g. 1 kann am eines Tanks befestigt ist, wird eine stabile und anbesten verstanden werden, wenn angenommen wird, haftende Strömung durch Wirbelwinkel von 45° und daß der Kreislauf leer ist und sich die ganze eutektische höher erreicht. Dar Wirbelwinkel wird zwischen der Blei-Wismut-Legierung im Lagertank 23 befindet. Die Strömungsrichtung und einem Radius an der Überlauf-Blei-Wismut-Legierung kann aus dem Lagertank 23 4° kante des Überlaufs gemessen.The operation of the facility of FIG. 1 can be attached to a tank, becomes stable and secure can be understood if it is assumed sticky flow by vortex angles of 45 ° and that the cycle is empty and the whole eutectic reaches higher. The vortex angle is between the Lead-bismuth alloy is located in the storage tank 23. The direction of flow and a radius on the overflow lead-bismuth alloy can be measured from the storage tank 23 4 ° edge of the overflow.

über ein Ventil 24 abgepumpt werden, um das System Die folgenden Werte sind typisch für ein Systempumped out to the system via a valve 24 The following values are typical for a system

zu füllen, indem der Druck im Lagertank 23 durch gemäß der Erfindung, wobei die Leitungen 20 und 21to fill by reducing the pressure in the storage tank 23 by according to the invention, the lines 20 and 21

Stickstoff oder ein anderes geeignetes inertes Gas des flüssigen Blei-Wismut-Kreislaufes Leitungen mitNitrogen or another suitable inert gas of the liquid lead-bismuth cycle with lines

erhöht wird, das über eine Leitung 25 und ein Ventil 26 einem Innendurchmesser von 20 cm (8 Zoll) sind. Darwhich is 20 cm (8 inches) inside diameter via line 25 and valve 26. Dar

zugeführt wird. Wenn das System richtig gefüllt ist, 45 Durchfluß beträgt etwa 0,09345 m³ (3,3Kubikfuß)/secis fed. When the system is properly filled, 45 flow is approximately 0.09345 m ³ (3.3 cubic feet) / sec

kann der Pegel der Blei-Wismut-Flüssigkeit bis zu und die Temperaturdifferenz etwa 250⁰C. Die hydrau-The level of the lead-bismuth liquid can be up to and the temperature difference about 250 ⁰ C. The hydraulic

einem Pegel L₃ angehoben werden. Dieser Pegel im lischen Verluste in der Leitung 21 sind etwa 2,4 ma level L _{3 are} raised. This level in Lischen losses in the line 21 are about 2.4 m

Pegelkontrolltank 22 und in der Pumpe 17 kann dann (8 Fuß) von Blei-Wismut äquivalent. Daher befindetLevel control tank 22 and pump 17 can then be equivalent (8 feet) of lead bismuth. Hence it is located

durch Steuerung des Drucks eines inerten Gases wie sich der Pegel L₈ etwa 4 m (13 Fuß) über dem Pegel L₁.by controlling the pressure of an inert gas such as level L ₈ about 4 m (13 feet) above level L ₁ .

Stickstoff aufrechterhalten werden, das über die 50 Strömungsuntersuchungen zeigen, daß ein Wert vonNitrogen can be maintained, which over the 50 flow tests show that a value of

Leitung 27, das Ventil 28 in den Pegelkontrolltank 22 etwa 5,5 m (18 Fuß) für L₆ — L₁ notwendig ist, umLine 27, the valve 28 in the level control tank 22 about 5.5 m (18 feet) for L ₆ - L _{1 is} necessary to

und über den Kanal 29 in die Pumpe 17 eingeleitet die Installation der Einrichtung zu erlauben,and introduced into the pump 17 via the channel 29 to allow the installation of the device,

wird, wobei überschüssiger Stickstoff aus dem Pegel- F i g. 2 zeigt ein abgewandeltes Ausführungsbeispielis, with excess nitrogen from the level F i g. 2 shows a modified embodiment

kontrolltank 22 über die Leitung 30 und das Ventil 31 des Einlaufabschnitts des Targetrohrs, wobei dercontrol tank 22 via line 30 and valve 31 of the inlet section of the target tube, the

abgelassen werden kann. D;r Pegel der Flüssigkeit im 55 kreisförmige Überlauf 32 von F i g. 1 durch einencan be drained. The level of the liquid in the circular overflow 32 of FIG. 1 through a

übrigen System kann dann durch Erhöhung des Drucks ringförmigen Abschnitt 33 ersetzt worden ist, derThe rest of the system can then be replaced by increasing the pressure of the annular section 33

in der Leitung 25 erhöht werden, bis der Pegel auf Flügel 34 hat, auf die eine ringförmige Düse 35 folgt,be increased in line 25 until the level is on wing 34, which is followed by an annular nozzle 35,

den Wert L-, angestiegen ist. D:r Pegel [,-, ist dann Die eutektische Blei-Wismut-Legierung tritt aus derthe value L- has increased. D: r level [, -, is then The eutectic lead-bismuth alloy emerges from the

der Bjv.ugsfüllpegel für das System vor dom Beginn ringförmigen Düse 35 als ein nach unten fließenderthe Bjv.ugsfüllpegel for the system before the beginning of the annular nozzle 35 as a downward flowing

des Umlaufs der Flüssigkeit. Die Pumpe 17 wird in 60 Film aus, der an den Wänden des Targetrohrs 16 an-the circulation of the liquid. The pump 17 is turned off in 60 film that is attached to the walls of the target tube 16.

Betrieb geset/.t, und die Flüssigkeit bewegt sich jct/.t haftet. Wie oben kann die Vakuumpumpe 18 mit demOperation set / .t, and the liquid moves jct / .t sticks. As above, the vacuum pump 18 can with the

zu den Pegeln L₁ und L₁ durch die Flüssigkeits- Targetrohr über der Oberfläche 12 verbunden sein,be connected to levels L ₁ and L ₁ by the liquid target tube above surface 12,

strömung im Kreislauf. Die Vakuumpumpe 18 wird Dieses Ausführungsbeispiel hat den Vorteil, daß die verwendet, um das Vakuum im Raum über der Abschirmung vereinfacht ist und das System einenflow in the circuit. The vacuum pump 18 is This embodiment has the advantage that the used to simplify the vacuum in the space above the shield and give the system a

Flüssigkeit und im Sirahlrohr 10 aufrediUuerluilten. C5 verringerten Gesamtdurchmesser besitzt.Liquid and diluted in the Sirahlrohr 10. C5 has a reduced overall diameter.

D;r Pegel L,„ auf dem sich die Oberfläche 12 D ireh die Erfindung wird ein ausführbares System befindet, hängt, vom Druck am Pegel f.., im Pegel- zur Erzeugung eines flüssigen Blei-Wismut-Targets für küiitrolltank, dem, Druck an der Oberflache 12 eine starke Neutronenquelle angegeben, die den not-The level L, on which the surface 12 is located, the invention becomes an executable system is, depends on the pressure at the level f .., in the level to generate a liquid lead-bismuth target for küiitrolltank, the, pressure on the surface 12 indicated a strong neutron source, which the necessary

wendigen Wärmeaustausch-Kreislauf zur Abfuhr der Wärme während des Auftreffens des Protonenstrahls auf das Target sowie gleichzeitig eine einfache und zuverlässige Einrichtung zur Aufrechterhaltung des Vakuums des Protonen-Beschleunigungssystems ohne die Verwendung eines Protonenfensters hat.agile heat exchange circuit to dissipate the heat during the impact of the proton beam on the target and at the same time a simple and reliable device for maintaining the Vacuum of the proton acceleration system without the use of a proton window.

Claims

Patent claims:

1. Neutron generator for generating high neutron fluxes, with an evacuated beam tube directed at a target made of metal, through which a high energy corpuscular particle beam is sent, whereby the target is located at the end of the beam tube and emits neutrons when irradiated with the particle beam, characterized by a target tube (16), the axis of which runs vertically, through a liquid metal contained in the target tube (16) which partially fills the target tube (16) so that a free surface (12) is created which forms the target and its vertical height is kept at a prescribed level (JL ₆ ), wherein the space above the target is evacuated to the vapor pressure of the liquid metal, by a connection of the target tube (16) with the jet tube (10) for the corpuscular jet, which in the upper end of the target tube (16) extends into it, and through a heat exchanger (15) for cooling the liquid metal.

2. Neutron generator according to claim 1, characterized by one via a line (21) the target tube connected pump (17) and by a pressure side connected to the pump (17) Line (20) through which the liquid metal is conveyed back into the target tube from above being ,, the heat exchanger (15) being closed in this Circuit is switched.

3. Neutron generator according to claim 2, characterized by an overflow (32) attached _{above the level (L 6).}

4. Neutron generator according to claim 3, characterized in that the overflow (32) is circular and that the liquid flows over the overflow (32) towards its center.,

5. Neutron generator according to claim 4, characterized in that a device for There is swirling of the liquid via the overflow (32).

6. Neutron generator according to claim 2, characterized by a nozzle (35) attached _{above the level (L 6).} . "

7. Neutronengeneratqr according to claim 6, characterized by a plurality of wings (34) which over the nozzle (35) are arranged to cause a rotation of the liquid around the jet pipe.

8. Neutron generator according to claim 2, characterized by a storage tank (23) into the all liquid metal of the neutron generator can be drained.

9. Neutron generator according to claim 8, characterized by a line (25) and through a valve (26) for supplying a pressurized inert gas to the storage tank (23) are connected so that the liquid from the storage tank (23) can be printed to the Fill neutron generator.

10. Neutron generator according to claim 2 or 8, characterized by a level control tank (22), which is connected to the pump (17) and at its upper end with a valve (28) for the Supply of an inert gas is provided to increase the height of the liquid in the target tube (16) steer.

11. Neutron generator according to one of the preceding claims, characterized in that that the liquid metal is a eutectic lead-bismuth alloy.

1 sheet of drawings