DE2062918A1 - Neutron generator - Google Patents
Neutron generatorInfo
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- H05H3/00—Production or acceleration of neutral particle beams, e.g. molecular or atomic beams
- H05H3/06—Generating neutron beams
Description
KSIn 106931, Essen 20362KSIn 106931, Essen 20362
70 137 Kü/Schm 21. Dez. 197070 137 Kü / Schm December 21, 1970
National Research. Development Corporation, Kingsgate House, 66-74 Victoria Street, london, S.W.1, EnglandNational Research. Development Corporation, Kingsgate House, 66-74 Victoria Street, London, S.W.1, England
Für diese Anmeldung wird die Priorität aus der britischen Patentanmeldung Nr. 62570/69 vom 23. Dez. 1969 beansprucht.For this filing, the priority is taken from the UK Claimed patent application no. 62570/69 dated Dec. 23, 1969.
NeutronengeneratorNeutron generator
Bei einem Tritium enthaltenden, dicht abgeschlossenen lieutronengenerator für die Erzeugung von Neutronen durch die D-T-Reaktion sammelt sich Helium-3-Gas infolge des radioaktiven Zerfalls des Tritiums an und stört den eigentlichen Betrieb des Generators. Beim vorliegenden Generator ist eine Zerstäubungs-Ionenpumpe am Generator dicht angebracht, um das Helium-3 vor der Verwendung aus der Hülle zu entfernen, bevor Wasserstoff isotopgas vom ü;>i.Lehen Auffrischer her eingebracht wird. In the case of a tritium-containing, tightly sealed lieutron generator for the generation of neutrons by the D-T reaction collects helium-3 gas as a result of the radioactive Decay of the tritium and disrupts the actual operation of the generator. In the present generator there is an atomizing ion pump attached tightly to the generator in order to remove the helium-3 from the envelope before use, before hydrogen isotope gas is introduced from the ü;> i.Lehen replenisher.
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— ρ ~"- ρ ~ "
Die Pumpe ist so eingerichtet, daß sie nur das unerwünschte Helium-3 und nicht das gewünschte D und T entfernt, indem ihre zerstäubbaren Kathoden aus einem Metall bestehen oder mit einem Metall überzogen sind, welches eine geringe chemische Affinität für Wagserstoff bzw. Wasserstoffverv/andschaft hat, aber durch Helium ohne weiteres zerstäubt wird, wie beispielsweise Kupfer.The pump is set up so that it removes only the unwanted helium-3 and not the desired D and T by its Sputterable cathodes consist of a metal or are coated with a metal which has a low chemical affinity for vehicle fuel or hydrogen use, but through Helium is readily atomized, such as copper.
"Background" der Erfindung"Background" of the invention
Die Erfindung bezieht sich auf BTeutronengeneratoren und insbesondere auf solche Generatoren, die eine dicht abgeschlossene Hülle oder Röhre aufweisen, in welcher Deuterium— und/oder Tritium-Ionen aus einer Ionenquelle beschleunigt werden, um auf ein Target aufzutreffen, welches Deuterium und/oder Tritium enthält, um Neutronen durch die D-D-? und/oder D~T-Reaktionen zu erzeugen. Ein Generator dieses Typs ist beispielsweise in der britischen Patentschrift 1 088 088 und der entsprechenden USA-Patentschrift 3 448 3H beschrieben.The invention relates to B neutron generators and in particular to those generators which have a tightly sealed casing or tube in which deuterium and / or Tritium ions are accelerated from an ion source in order to strike a target, which is deuterium and / or tritium contains to get neutrons through the D-D-? and / or D ~ T reactions to create. A generator of this type is shown, for example, in British patent specification 1,088,088 and the corresponding U.S. Patent 3,448 3H.
Beim letzterwähnten, dicht abgeschlossenen Generatortyp ist ein geringer Druck, z.B. etwa 0,02 mTorr, von Deuterium und/oder Tritium während des Betriebs in der gesamten Röhre vorhanden. Dieser wird aus einem Gas-Auffrischer genalten der ein Wasserstoff okkludierendes Metall (wie beispielsweise Titan) enthält, in welchem vorher Deuterium und/oder Tritium absorbiert worden ist. Der gewünschte Druck im Rohr bzw. in der Röhre wird durch Regelung der Temperatur des Auffriscners aufrechterhalten. 'Wenn der Auffrischer abgeschaltet wird, dann wird das Gas durch den Auffrischer wieder absorbiert, und der Druck sollte auf annähernd liull abfallen.In the case of the last-mentioned, tightly sealed generator type, a low pressure, for example about 0.02 mTorr, of deuterium and / or tritium is present throughout the tube during operation. This is supplied from a gas freshener containing a hydrogen occluding metal (such as titanium) in which deuterium and / or tritium has previously been absorbed. The desired pressure in the pipe or in the tube is maintained by regulating the temperature of the freshener. 'When the replenisher is turned off, the gas will be reabsorbed by the replenisher and the pressure should drop to approximately liull.
BADBATH
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Bei Generatoren, welche Tritium für die Erzeugung von Neutronen durch die D-T-Reaktion enthalten, ergibt sich ein Problem aus dem Umstand, daß Tritium zu Helium-3 (He-3) radioaktiv zerfällt (mit einer Halbwertzeit von etwa 12,3 Jahren). Es baut sich daher eine kontinuierlich anwachsende Konzentration von He-3-Atomen in allen Teilen der Röhre auf, in denen Tritium gehalten wird (z.B. das Target, der Gas-Auffrischer und die Ioneiiquellenwände, in welche Tritium durch die HochfrequenzentafLdung getrieben wird,die, wie bei dem vorerwähnten Generator, häufig verwendet wird, um das Gas zu ionisierer]).A problem arises with generators which contain tritium for generating neutrons by the D-T reaction from the fact that tritium becomes helium-3 (He-3) radioactive decays (with a half-life of about 12.3 years). A continuously increasing concentration therefore builds up of He-3 atoms in all parts of the tube in which tritium is held (e.g. the target, the gas replenisher and the Ionic source walls into which tritium is deposited by the high-frequency discharge which, like the generator mentioned above, is often used to ionize the gas]).
Da He-3 ein chemisch inertes Atom ist, so ist es chemisch nicht an das Target, den Auffrischer und die Wandungen in der gleichen Weise chemisch gebunden wie sein ursprüngliches Tritium-Atom. Es erfolgt somit eine allmähliche Freigabe von He-3-Atomen, die einen Gasdruck im freien Raum innerhalb der Röhre aufbauen.Since He-3 is a chemically inert atom, it is not chemically attached to the target, the replenisher and the walls in the chemically bound in the same way as its original tritium atom. There is thus a gradual release of He-3 atoms, which build up gas pressure in the free space inside the tube.
Dieses freie He-3-Gas kann eine Reduktion des Neutronenausgangs auf verschiedene Weise verursachen:This free He-3 gas can cause a reduction in neutron output in several ways:
(I) Das He-3-Gas innerhalb der Ionenquelle wird ionisiert,(I) The He-3 gas inside the ion source is ionized,
so daß der Druck innerhalb der Ionenquelle inkorrekt ist, und die extrahierten Deuterium- und/oder Tritium-Ionen werden mit He-3-Ionen verseucht.so that the pressure within the ion source is incorrect, and the extracted deuterium and / or tritium ions are contaminated with He-3 ions.
(II) Die Deuterium- und/oder Tritium-Ionen unterliegen während ihrer Beschleunigung in Richtung auf das Target verschiedenen elektronischen Wechselwirkungen mit den neutralen He-3-Atomen, die im allgemeinen deren Auftreffgeschwindigkeit auf das Target reduzieren.(II) The deuterium and / or tritium ions are subject to different accelerations in the direction of the target electronic interactions with the neutral He-3 atoms, generally their speed of impact reduce to the target.
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(III) Ein übermäßiger He-3-Druck in der Ionenquelle kann das Zünden ,einer Ionisierungsentladung in der Ionenquelle verhindern. (III) Excessive He-3 pressure in the ion source can do this Ignition, prevent an ionization discharge in the ion source.
(IV) Die Spannung, welche zwischen den Elektroden ohne Zusammenbruch angelegt werden kann, wird reduziert.(IV) The voltage that exists between the electrodes without breakdown can be applied is reduced.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Neutronengenerator zu schaffen, bei welchem das Problem der He-3-Ansammlung beseitigt wird.The invention is based on the object of a neutron generator in which the problem of He-3 accumulation is eliminated.
Erfindungsgemäß ist bei einem dicht abgeschlossenen Neutronengenerator, der Tritium enthält und einen Auffrischer zur Lieferung eines Wasserstoffisotopgases umfaßt, eine Pumpe in ständiger Verbindung mit der G-eneratorhülle zur Beseitigung von Helium aus der Hülle vorgesehen, wobei diese Pumpe so eingerichtet ist, daß sie Gas aus der Hülle, wenn die Pumpe betätigt ist, herauspumpt, aber im wesentlichen kein Wasserstoffgas aus der Hülle absorbiert, wenn die Pumpe unbetätigt ist.According to the invention, in the case of a tightly sealed neutron generator, containing tritium and comprising a replenisher for supplying an isotope gas of hydrogen, a pump in permanent position Connection with the G-enerator cover for the elimination of Helium is provided from the envelope, this pump being so set up is that it pumps gas out of the envelope when the pump is actuated, but essentially no hydrogen gas absorbed from the shell when the pump is idle.
Die Pumpe ist vorzugsweise eine Zerstäubungs-Ionenpumpe mit eiiBC zerstäubbaren Elektrodeneinrichtung, deren zerstäubbares Metall eine geringe chemische Affinität für Wasserstoff bzw. WasserstoffVerwandschaft aufweist.The pump is preferably an atomizing ion pump with an eiiBC atomizable electrode device, the atomizable metal of which has a low chemical affinity for hydrogen or a hydrogen relationship.
Vorzugsweise hat das zerstäubbare Metall einen hohen Zerstäubungskoeffizienten für Heliumionen.Preferably the atomizable metal has a high atomization coefficient for helium ions.
Die Zerstäubungs-Ionenpumpe ist vorzugsweise vom Triodentyp, wobei die zerstäu&are Elektrodeneinrichtung zumindest eine mehrfach ausgesparte, d.h. gitter- oder maschenförmige ElektrodeThe atomizing ion pump is preferably of the triode type, with the atomizing electrode device at least one Multiple recessed, i.e. grid or mesh-shaped electrode
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aufweist, welche zwischen einer Anode und einer weiteren Elektrode angeordnet ist, auf welche im Betrieb Metall von der Kathode aufgesprüht wird. Die Pumpe kann sich außerhalb der Hülle befinden und an dieser dauernd abgedichtet befestigt sein.has, which between an anode and a further electrode is arranged, on which metal is sprayed from the cathode during operation. The pump can be outside the shell and be permanently sealed to this.
Zerstäubbare Metalle, die sich für die zerstäubbare Elektrode eignen, umfassen Kupfer, Silber und Gold. Das zerstäubbare Metall kann eine Auflage auf einem stärkeren Metall, wie beispielsweise auf Edelstahl, Monelmetall oder Molybdän, also z.B. auf ein Gitter oder Maschenwerk solcher Metalle aufplattiert sein. 'Sputterable metals that are suitable for the sputterable electrode include copper, silver, and gold. The atomizable Metal can be an overlay on a stronger metal, such as stainless steel, Monel metal or molybdenum, e.g. be plated on a grid or meshwork of such metals. '
Die Zerstäubungs-Ionenpumpe dient dazu, das angesammelte gasförmige He-3 periodisch zu entfernen. Vor dein Einschalten des Wasserstoffisotop-Auffrischers wird der Druck in der Röhre überprüft. Eine Ablesung außer Null zeigt das Vorhandensein von He-3-Gas an, und die He-3-Pumpe wird betätigt, bis eine Nullanzeige erhalten wird. Die Pumpe wird dann abgeschaltet und der Auffrischer betätigt, damit sich der Arbeits-Wasserstoffisotopdruck ergibt.The atomizing ion pump is used to remove the accumulated periodically remove gaseous He-3. Before you switch on the Hydrogen isotope replenisher checks the pressure in the tube. A reading other than zero indicates the presence of He-3 gas and the He-3 pump is operated until a zero reading is obtained is obtained. The pump is then switched off and the The freshener is actuated to increase the working hydrogen isotope pressure results.
Wie nachfolgend noch erläutert wird, sind herkömmlicheAs will be explained below, conventional
Zerstäubungs-Ionenpumpen für die Verwendung bei der vorliegen- ä den Erfindung ungeeignet, da solche Pumpen Metalle, wie beispielsweise Titan, aufweisen, die eine hohe chemische Affinität für Wasserstoff haben und daher sowohl die gewünschten D und T als auch das unerwünschte He-3 entfernen würden.Sputter ion pump for use in the vorliegen- ä the invention unsuitable because such pumps metals such as titanium, have, have a high chemical affinity for hydrogen, and therefore both the desired D and T as well as the unwanted He-3 remove would.
Die Erfindung wird nunmehr anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung beschrieben, die einen geschnittenen Aufriß eines Teils einer Neutronengeneratorröhre rio-ch der Erfindung wiedergibt.The invention will now be described with reference to the drawing showing them for example, which show a section Elevation of part of a neutron generator tube rio-ch of the invention reproduces.
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Die Zeichnung zeigt ein lonenquellenende einer Neutronengeneratorröhre derjenigen Gattung, welche in der britischen Patentschrift 1 088 088 beschrieben ist» Diese weist ein Glasrohr oder eine Glashülle 1 auf, die von einer Hochfrequenz (RF) erregenden Wicklung 2 umgeben ist. Innerhalb der Röhre ist eine mit Aluminium überzogene Kupfer-Elektronensperre 3 auf einem Metallrohr 4 abgestützt. Am Rohr 1 sind ein Gasauffrischer 5, ein dicht abgeschlossenes Rohr 6 und ein Pirani-Druckmesser befestigt, wobei letzterer hinter dem dicht abgeschlossenen Kohr 6 verborgen ist.The drawing shows an ion source end of a neutron generator tube of the genus which is described in British patent specification 1,088,088 “This has a glass tube or a glass envelope 1 which is surrounded by a high-frequency (RF) exciting winding 2. Inside the tube is one Aluminum-coated copper electron barrier 3 supported on a metal tube 4. On the pipe 1 are a gas freshener 5, a tightly sealed tube 6 and a Pirani pressure gauge attached, the latter being hidden behind the tightly sealed tube 6 is.
Die Hülle 1 umfaßt ein Metall-Teilstück 7, an welchem erfindungsgemäß eine Zerstäubungs-Ionenpumpe 8 vom Triodentyp (manchmal auch "Getter-Ionenpumpe" genannt) dicht befestigt ist. Die Pumpe 8 weist eine Umhüllung 9 aus nichtmagnetischem Edelstahl auf, welche von einem hohlen zylindrischen Permanentmagneten 10 umgeben ist, um ein axiales Magnetfeld vorzusehen. Innerhalb der Umhüllung 9 befinden sich eine zylindrische Anode 11, ein Paar von Maschenkathoden 12 und ein Paar von weiteren Elektroden, die als Endscheiben 13 ausgebildet sind. Die Anode und die Endscheiben sind an der Umhüllung 9 geerdet und bestehen ebenfalls aus Edelstahl. Die Maschenkathoden 12 und 12' sind an einer Durchgangsverbindung 14 befestigt, welche an einer Isolierbuchse 15 abgedichtet ist, und sie liegen bei Gebrauch an einem negativen Potential, zweckmäßig etwa -4,5 kV.The sheath 1 comprises a metal section 7 on which according to the invention a triode-type atomizing ion pump 8 (sometimes also called "getter ion pump") is tightly attached. the The pump 8 has a casing 9 made of non-magnetic stainless steel, which is surrounded by a hollow cylindrical permanent magnet 10 is surrounded to provide an axial magnetic field. Inside the envelope 9 there is a cylindrical anode 11, a pair of mesh cathodes 12 and a pair of further electrodes, which are designed as end disks 13. The anode and the end plates are grounded to the casing 9 and also exist made of stainless steel. The mesh cathodes 12 and 12 'are attached to a through connection 14 which is attached to an insulating bushing 15 is sealed, and they are in use at a negative potential, expediently about -4.5 kV.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht die obere Maschenkathode 12 aus Edelstahldraht mit einem Durchmesser vonIn the present embodiment, the upper mesh cathode 12 consists of stainless steel wire with a diameter of
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C,0148 Zoll (0,376 mm) bei 20 Drähten pro Zoll (etwa 8 Drähten pro cm) und ist mit Kupfer bis zu einer Schichtstärke von 0,002 Zoll (0,05 mm) plattiert. Die untere Maschenkathode 12' besteht aus Kupferdraht mit einem Durchmesser von 0,0124 Zoll (etwa 0,3 mm) bei 24 Drähten pro Zoll (etwa 9»5 Drähten pro cm). Durch die Verwendung von plattiertem Edelstahldraht für die Kathode 12 wird verhindert, daß sie unter dem Gewicht der Kathode 12' zerstört wird, welche von ihr mittels schmaler flacher Streifen 16 herabhängt. Die Anode 11 und die Scheiben 13 sind an der Umhüllung 9 durch weitere schmale flache Streifen (der Klarheit wegen weggelassen) in herkömmlicher Weise befestigt.C. 0148 in. (0.376 mm) at 20 wires per inch (about 8 wires per cm) and is plated with copper to a thickness of 0.002 inches (0.05 mm). The lower mesh cathode 12 'is made of 0.0124 inch (about 0.3 mm) diameter copper wire at 24 wires per inch (about 9 »5 wires per cm). Through the Using clad stainless steel wire for the cathode 12 prevents it from being destroyed under the weight of the cathode 12 ' which hangs down from it by means of narrow flat strips 16. The anode 11 and the disks 13 are on the envelope 9 attached by further narrow flat strips (omitted for clarity) in a conventional manner.
Die Betriebsweise einer herkömmlichen Zerstäubungs-Ionenquelle ist Fachleuten auf dem Gebiet der Vakuumtechnik vertraut, doch soll kurz erwähnt sein, daß von den Maschenkathoden ausgesandte Elektronen in Richtung auf die Anode beschleunigt werden und zwischen den beiden Kathoden hin und her oszillieren, bevor sie eventuell an der Anode ankommen. Die Elektronen-Weglänge wird durch Spiralisierung im Magnetfeld vergrößert. Die Elektroden erzeugen eine Ionisation der Gaamolekille durch Kollision, und die ionisierten Gjasmoleküle werden von der Anode weg beschleunigt. Einige treffen auf die Maschenkathoden auf und ver-Ursachen eine Metallzerstäubung von den Kathoden auf die Endschei ben. Andere Ionen gelangen zusammen mit erregten Atomen durch die Kathcdenmaschen hindurch und erreichen die Endscheiben mit gerade genügender Energie, um ihre Sorption zu verursachen. Diese lose gehaltenen Ionen und Atome werden dann in die Endscheiben durch Überlagerung bzw. Verschütten unter weiterem zerstäubtem Metall von den Kathoden her dicht abgeschlossen und auf diese Weise dauernd gepumpt. Bei herkömmlichen Zerstäubungs-Ionenquellen ist die zerstäubbare Maschenkathode gewöhnlich aus Titan hergestellt.The operation of a conventional atomizing ion source is familiar to those skilled in the field of vacuum technology, but it should be briefly mentioned that emitted by the mesh cathodes Electrons are accelerated towards the anode and oscillate back and forth between the two cathodes before they may arrive at the anode. The electron path length is increased by spiraling in the magnetic field. The electrodes generate ionization of the Gaamolecules by collision, and the ionized glass molecules are accelerated away from the anode. Some hit the mesh cathodes and cause metal sputtering from the cathodes onto the end plate ben. Other ions pass through the cathode mesh together with excited atoms and reach the end disks with them just enough energy to cause their sorption. These loosely held ions and atoms are then put into the end caps by overlaying or spilling under further atomized metal from the cathodes and sealed onto them Way constantly pumped. With conventional atomizing ion sources The mesh atomizable cathode is usually made of titanium.
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Die obige Art von Pumpwirkung findet sowohl für inerte Gase, wie He-3, als auch für chemisch-aktive Gase, wie Wasserstoff, und dessen Isotope statt, da sie nur von Ionisations- und elektronischen Erregungsprozessen abhängig ist.'für chemisch aktive Gase gibt es jedoch einen zusätzlichen, viel schnelleren Prozeß, durch welchen ein Pumpen stattfindet. Dieser ist auf die chemische Affinität zwischen dem Gas und dem Titanfilm zurückzuführen, der kontinuierlich auf die Endscheiben aufgesprüht wird. Neutrale Moleküle von Wasserstoff, beispielsweise, treffen die Endscheiben durch normale Gas-Kinetikprozesse, und da sie chemisch aktiv sind, besteht für sie eine begrenzte Wahrscheinlichkeit, daß sie an den Titanfilm gebunden und somit gepumpt werden.The above type of pumping action applies both to inert gases, such as He-3, and to chemically active gases, such as hydrogen, and its isotopes, since it only depends on ionization and electronic excitation processes. 'for chemically however, active gases have an additional, much faster process by which pumping takes place. This one is on the chemical affinity between the gas and the titanium film, which is continuously sprayed onto the end caps. Neutral molecules of hydrogen, for example, hit the end caps by normal gas kinetic processes, and there they are chemically active, there is a limited likelihood of them that they are bound to the titanium film and thus pumped.
Bei der vorliegenden Erfindung ist es wesentlich, daß die Pumpe gasförmige D oder T nicht pumpt oder absorbiert, welche während des Betriebs des Generators vorhanden sind. Andererseits würde sie (a) das Bestreben haben, den Gas-Auffrischer zu entleeren, und (b) würde ihre Pumpwirkung für He-3 durch Sättigungseffekte beeinträchtigt werden. Es hat sich herausgestellt, daß eine solche herkömmliche Zerstäubungs-Ionenpumpe immer weiter Wasserstoff absorbiert, selbst wenn die Kathodenspannung abgeschaltet wird. Dies ist deshalb so, weil, wenn einmal der Titanfilm niedergeschlagen worden ist, dessen chemische Sorptionswirkung nicht vom Vorhandensein elektrischer Spannungen abhängig ist.In the present invention, it is essential that the pump not pump or absorb gaseous D or T, whichever are present during the operation of the generator. On the other hand, she would (a) strive to empty the gas-freshener, and (b) their pumping action for He-3 would be compromised by saturation effects. It turned out that such a conventional atomizing ion pump continues to absorb hydrogen even when the cathode voltage is turned off will. This is because, once the titanium film has been deposited, its chemical sorption action does not depend on the presence of electrical voltages.
Erfindungsgemäß wird das Wasserstoff-Absorptionproblem dadurch beseitigt, daß die Kathoden-Maschen aus einem Metall hergestellt werden, welches mit Wasserstoff nicht ohne weiteres chemisch reagiert. Somit ist der über die Endscheiben gesprühteAccording to the present invention, the hydrogen absorption problem becomes eliminated by the fact that the cathode meshes are made of a metal which does not readily interact with hydrogen chemically reacts. Thus is the one sprayed over the end caps
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Film relativ chemisch inaktiv, und die Pumpwirkung hört praktisch sofort auf, wenn die an die Kathoden angelegte Spannung abgeschaltet wird. Vorzugsweise werden die Kathodenmaschen aus einem Metall hergestellt, welches einen hohen Zerstäubungskoeffizienten für Heliumionen aufweist. Auf diese Weise können maximale He-3-Pumpgeschwindigkeiten erzielt werden, und wegen des tieferen Vergrabens von Ionen und erregten Atomen wird die Wiaäeraussendung bzw. Reemission von gepumptem He-3 auf ein Mindestmaß herabgesetzt. Beispiele für hochwirksame Zerstäubungsmetalle, die nicht ohne weiteres mit Wasserstoff reagieren, sind Kupfer, Silber und Gold. Da aus solchen Metallen hergestellte Maschen das Be- ' streben haben, weich zu werden, wenn der Generator während der Herstellung unter Vakuum zusammengeschmolzen wird, können diese Metalle vorteilhaft deponiert bzw. niedergeschlagen werden, z.B. durch Plattierung, und zwar auf Maschen, die aus stärkeren Metallen hergestellt sind, beispielsweise aus Edelstahl, Monelmetall und Molybdän.Film relatively chemically inactive, and the pumping action ceases practically immediately when the voltage applied to the cathodes is switched off will. The cathode meshes are preferably made of a metal which has a high sputtering coefficient for helium ions. This allows for maximum He-3 pumping speeds can be achieved, and because of the deeper burial of ions and excited atoms, the emanation of the earth will occur or re-emission of pumped He-3 reduced to a minimum. Examples of highly effective atomizing metals that do not readily react with hydrogen are copper, silver and gold. Since meshes made from such metals tend to become soft when the generator is used during the Production is melted together under vacuum, these metals can advantageously be deposited or deposited, e.g. by plating, on meshes made of stronger metals, such as stainless steel, monel metal and molybdenum.
Wie bekannt, gibt es einen Diodentyp von Zerstäubungs- oder Getter-Ionenpumpe, deren Pumpmechanismus ähnlich demjenigen des Triodentyps ist, außer daß das Ionenpumpen an den gleichen Elektroden stattfindet, die zerstäubt werden. Dies kann zu einer erneuten Emission von bereits gepumptem Gas führen, was insbe- ä sondere für Inertgase ernsthaft bzw. nachteilig ist, die nicht chemisch gepumpt werden. Es wird daher vorgezogen, den l'riodentyp von Pumpe bei der vorliegenden Erfindung zu verwenden, wo das Pumpen und Festhalten des inerten He-3 die Bedingungen sind.As is known, there is a diode type of sputtering or getter ion pump, the pumping mechanism of which is similar to that of the triode type, except that the ion pumping takes place on the same electrodes that are being sputtered. This can lead to further emission of already pumped gas, in particular ä sondere is serious and detrimental to inert gases that are not chemically pumped. It is therefore preferred to use the diode type of pump in the present invention where pumping and holding of the inert He-3 are the conditions.
Die beiliegende Zeichnung ist annähernd maßstäblich, wobei der Außendurchmesser der Umhüllung y an der weitesten Stelle etwa 1 Zoll (25,4 mm ) beträgt.The accompanying drawing is approximately to scale, with the outer diameter of the casing y at its widest point is about 1 inch (25.4 mm).
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Die Eignung der oben beschriebenen Pumpe für die vorliegenden Bedingungen wird durch die folgenden typischen Betriebsbzw. Leistungsdaten verdeutlicht, wobei ein axiales Magnetfeld von etwa 900 Oersted und etwa -4- kV, welche an die Kathoden angelegt werden, verwendet werden.The suitability of the pump described above for the present Conditions is represented by the following typical operating or operating conditions. Performance data illustrated, with an axial magnetic field of about 900 Oersted and about -4- kV, which are applied to the cathodes be used.
(I) Die Pumpe arbeitet zufriedenstellend bei einem Heliumdruck von 180 mTorr.(I) The pump operates satisfactorily at a helium pressure of 180 mTorr.
(II) Sie pumpt von diesem Druck auf lull herunter in etwa 7 W Stunden und von 50 mTorr in etwa 1 1/2 Stunden, und zwar in einem Volumen von etwa 1 Liter.(II) It pumps down from this pressure to lull in about 7 W hours and from 50 mTorr in about 1 1/2 hours, in a volume of about 1 liter.
(III) Sie pumpt 1600 Liter · mTorr Helium ohne Verminderung der Pumpgesohwindigkeit und ohne Anzeichen von Sättigung.(III) It pumps 1600 liters · mTorr of helium with no reduction in pumping speed and no evidence of Saturation.
(IV) Nach dem Pumpen von 1600 Liter τ mTorr Helium gibt die Pumpe Heliumgas mit der geringen Eate von 6 Liter • mTorr in der ersten Woche und mit 3,5 Liter *· mTorr pro Woche danach frei.(IV) After pumping 1600 liters of τ mTorr helium the Pump helium gas with the low Eate of 6 liters • mTorr in the first week and with 3.5 liters * · mTorr free per week thereafter.
(V) Trotz der Kathodenzerstäubung, welche das Pumpen von 1600 Liter ♦ mTorr Helium begleitet, absorbiert die Pumpe kein Wasserstoffgas in einer meßbaren Rate, wenn(V) Despite the sputtering that accompanies the pumping of 1600 liters of ♦ mTorr helium, the Don't pump hydrogen gas at a measurable rate if
^ die Kathodenspannung danach abgeschaltet wird.^ the cathode voltage is then switched off.
Die Erfindung betrifft auch Abänderungen der im beiliegenden Patentanspruch 1 umrissenen Ausführungsform und bezieht sich vor allem auch auf sämtliche Erfindungsmerkmale, die im einzelnen — oder in Kombination — in der gesamten Beschreibung und Zeichnung offenbart sind.The invention also relates to modifications of the embodiment outlined in the accompanying patent claim 1 and relates above all to all features of the invention, which individually - or in combination - in the entire description and drawings are disclosed.
PatentansprücheClaims
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Claims (8)
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| US7978804B2 (en) * | 2007-12-10 | 2011-07-12 | Schlumberger Technology Corporation | Low power neutron generators |
| US9008256B2 (en) * | 2008-02-27 | 2015-04-14 | Starfire Industries, Llc | Method and system for in situ depositon and regeneration of high efficiency target materials for long life nuclear reaction devices |
| KR101673954B1 (en) | 2008-05-02 | 2016-11-08 | 샤인 메디컬 테크놀로지스, 인크. | Device and method for producing medical isotopes |
| US10978214B2 (en) | 2010-01-28 | 2021-04-13 | SHINE Medical Technologies, LLC | Segmented reaction chamber for radioisotope production |
| US10734126B2 (en) | 2011-04-28 | 2020-08-04 | SHINE Medical Technologies, LLC | Methods of separating medical isotopes from uranium solutions |
| WO2013187974A2 (en) | 2012-04-05 | 2013-12-19 | Shine Medical Technologies, Inc. | Aqueous assembly and control method |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2964665A (en) * | 1955-12-01 | 1960-12-13 | Tracerlab Inc | Pressure control system |
-
1969
- 1969-12-23 GB GB6257069A patent/GB1325685A/en not_active Expired
-
1970
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- 1970-12-21 DE DE2062918A patent/DE2062918C3/en not_active Expired
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| DE2062918C3 (en) | 1974-10-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |