PL55615B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: O ) t ,< A Urzedu r*s'autowego Opublikowano: 10.VI.1968 55615 KI. 21 g, 21/01 MKP G 21 w ftlftUOTEKA pli ekaT Wspóltwórcy wynalazku: mgr inz. Czeslaw Bobrowski, mgr inz. Jerzy Janczyszyn Wlasciciel patentu: Akademia Górniczo-Hutnicza (Instytut Techniki Ja¬ drowej), Kraków (Polska) Generator neutronów Przedmiotem wynalazku jest generator neutro¬ nów, stanowiacy zródlo neutronów predkich, otrzy¬ mywanych w wyniku reakcji jadrowej, zachodza¬ cej pomiedzy trytem i deuterem, znajdujacy za¬ stosowanie zwlaszcza w analizie aktywacyjnej a ponadto w strukturalnych badaniach fizyki ciala stalego, biologii, medycynie i innych.Znane dotychczas generatory neutronów zawie¬ raja zródlo jonów, tarcze trytowa, elementy wy- soko-napieciowe oraz urzadzenia prózniowe. Wsród zródel jonów sa znane zródla plazmowe wysokiej czestotliwosci, wytwarzajace okolo 95% jonów mo¬ no-atomowy eh. We wszystkich typach dotychczas znanych generatorów neutronowych stosuje sie tarcze trytowe w postaci krazka metalowego, wy¬ konanego na przyklad z molibdenu lub wolframu o srednicy od 1 do 5 cm, na który napyla sie me¬ tale takie jak: tytan, cyrkon lub erb, absorbujace izotopy wodoru.Wada znanych generatorów jest maly strumien neutronów, uzyskiwany z tarczy w ksztalcie kola, gdyz mimo zwiekszenia jej srednicy i wzrostu wy¬ dajnosci neutronów, strumien wzrasta nieznacznie, jak to wynika z zaleznosci: -[*+-£] n/cm2 sek. gdzie: I d oznacza strumien neutronów „ srednice tarczy 10 15 20 25 30 a oznacza odleglosc srodka tarczy od napromieniowanej próbki n/cm2sek. „ ilosc neutronów, przypada¬ jaca na 1 cm2 w 1 sek.Ponadto przy zastosowaniu tarczy w postaci kraz¬ ka próbka jest nierównomiernie napromieniowana, gdyz najsilniej ulega napromieniowaniu ta czesc próbki, która znajduje sie najblizej srodka tarczy.Wada tych generatorów sa równiez duze wymia¬ ry gabarytowe, a takze koniecznosc stosowania ukladów pomp prózniowych rotacyjnych i dyfuzyj¬ nych oraz wymrazarek olejów.Tych wad nie ma generator neutronów wedlug wynalazku, wytwarzajacy neutrony predkie z re- akcji jadrowej ^ H(d,n) g He, skladajacy sie ze zródla jonów wysokiej czestotliwosci, które stano¬ wi kilka cylindrów szklanych, zaopatrzonych w uzwojenia i zawierajacych zasobniki deuteru, przy czym cylindry osadzone sa za pomoca próznio- szczelnych zlaczy w korpusie, wewnatrz którego prostopadle do cylindrów jest umieszczona cylin¬ dryczna elektroda ogniskujaca, zaopatrzona w otwory, a w niej jest osadzona wspólsrodkowo cy¬ lindryczna tarcza trytowa, do której wprowadza sie próbke materialu, poddawanego napromienio¬ waniu.Generator neutronów wedlug wynalazku jesf uwidoczniony w przykladowym rozwiazaniu na ry¬ sunku, na którym fig. 1 przedstawia widok z górj 55 6153 55 M5 4 generatora, zawierajacego zródlo jonów, skladajace sie z czterech cylindrów, a fig. 2 — przekrój wzdluz osi A—A tegoz generatora.W metalowym korpusie 1 sa osadzone symetrycz¬ nie w jednej plaszczyznie, szklane cylindry 2 za 5 pomoca rozbieralnych próznioszczelnych zlaczy 3 (fig. li fig. 2). Na cylindry 2 sa nawiniete uzwo¬ jenia 4 w postaci cienkich rurek na przyklad mie¬ dzianych, wewnatrz których przeplywa medium chlodzace, polaczonych z zasilaczem wysokiej 10 czestotliwosci, wynoszacej powyzej 10 M Hz. Na cylindry 2 sa nalozone pierscieniowe ferrytowe magnesy 5, które przylegaja do zlaczy 3. Cylindry 2 zavrieraja^soj3nJki deuteru 6, zaopatrzone w spi¬ rale grzejna,'które sa osloniete kwarcowymi *kraz- 15 kami 7. Zasobniki 6 sa polaczone z zasilaczem pra¬ du za. jjpmjpca |rzie#fcstów 8. W posrodku korpusu 1 jest osadzona prostopadle do cylindrów 2 metalowa rurka 9, na przyklad miedziana, na której w srod¬ kowej czesci, na powierzchni zewnetrznej jest na- 20 pylona warstewka metalu na przyklad tytanu, cyr¬ konu lub erbu o grubosci kilku mg/cm* absorbu¬ jacego izotopy wodoru. Ta czesc rurki 9 po nasyce¬ niu trytem stanowi tarcze Id generatora Rurka 9 jest wyposazona w izolujacy szklany 2* klosz 11, który laczy sie poprzez krawedziowe zla¬ cze cylindryczne 12 z metalowym amortyzujacym elementem 13, przylutowanym na przyklad srebrem do korpusu 1.Wspólsrodkowo w stosunku do tarczy 10 jest ^ umieszczona pomiedzy nia a cylindrami 2 ognisku¬ jaca elektroda 14, wykonana z blachy stalowej w ksztalcie cylindra, zaopatrzonego w szereg podluz¬ nych otworów, rozmieszczonych równomiernie wzdluz okregu, na wprost cylindrów 2. 35 Calosc urzadzenia jes* ze wzgledów temperaturo¬ wych i izolacyjnych zanurzona na przyklad w ole¬ ju silikonowym.W generatorze wedlug wynalazku neutrony otrzy- mujje. sia z reak&ji jadowej, deuteru, z trytem. Jony 40. daitferu, powstaja w. zasobnikach 6, mieszczacych sie. w, cylin4r3£h* Z zjawieraj&ce okolo 1 grama sproszkowanego tytanu lub, cyrkonu, nasyca sie deu£erem do koncentracji okolo 5 cm3 deuteru w warunkach normalnych na, gram sproszkowanego 45 metalu. Regulujac natezenie pradu, przeplywajace¬ go przez spirale grzejna zasobników 6, ustala sie odpowiednie cisnienie deuteru, wynoszace okolo 10—2 Tr.Podwyzszona temperatura sproszkowanego metalu powoduje desorpcje deuteru do otoczenia, go natomiast przy obnizeniu temperatury nastepuje absorpcja deuteru, przy czym procesy te sa odwra¬ calne i powtarzalne.Przeplywajacy przez uzwojenie 4 prad zmienny o czestotliwosci powyzej 10 MHz wytwarza wzdluz cylindrów 2 szybko — zmienne pole elektromagne¬ tyczne, powodujace jonizacje deuteru. W wyniku róznicy potencjalów, wytworzonej pomiedzy tarcza 10, która jest zasilana napieciem ujemnym, wyno¬ szacym —150 kV a ogniskujaca elektroda 14, beda¬ ca na potencjale zerowym, powstajace jony deute¬ ru ulegaja przyspieszeniu w kierunku elektrody 14 a elektrony w kierunku zasobników 6. Przed bom¬ bardowaniem tych elektronów zasobniki 6 sa za¬ bezpieczone oslaniajacymi kwarcowymi krazkami 7. Ogniskujaca elektroda 14 zaopatrzona w otwory formuje wiazke jonów deuteru oraz ksztaltuje pole elektryczne w ten sposób, ze jony deuteru sa wcia¬ gane do otworów i przyspieszane w kierunku tar¬ czy 10.Umieszczone na zewnatrz cylindrów 2 pierscie¬ niowe ferrytowe magnesy 5 dodatkowo ogniskuja plazme deuteru i przeciwdzialaja szkodliwej re¬ kombinacji, powstajacej na elementach -metalo¬ wych.Generator neutronów wedlug wynalazku wytwa¬ rza strumien neutronów okolo 10-krotnie wiekszy od strumieni, uzyskiwanych z generatorów dotych¬ czas stosowanych. Ponadto generator odznaczajacy sie malymi gabarytami i prosta budowa, eliminu¬ jaca skomplikowane i kosztowne w eksploatacji uklady pomp prózniowych. Wymaga równiez sto¬ sunkowo malej mocy zasilania i zapewnia duze bez¬ pieczenstwo pracy. PL

Claims (2)

1. Zastrzezenie patentowe Geserator neutronów, zawierajacy zródlo jonów deuteru i tarcze* trytoway znamienny tym ze w me¬ talowym korpusie CB) za pomoca próznioszczelnych zlaczy (3) sa osadzone symetrycznie w jednej pla¬ szczyznie szklane cylindry (2), zaopatrzone w uzwo¬ jenie (4) i pierscieniowe ferrytowe magnesy (Sf oraz zawierajace zasobniki (6) deuteru, osloniete kwar¬ cowymi krazkami (7), w srodku korpusu (1) zas, prostopadle do cylindrów (2) jest osadzona cylin¬ dryczna ogniskujaca elektroda (14), zaopatrzona w otwory, w której jest umieszczona wspólsrodkowo metalowa rurka (9), polaczona za posrednictwem szklanego klosza (11) z korpusem (1), przy czym rurka (9), w srodkowej swej czesci, napylona war¬ stewka metalu, absorbujacego izotopy wodoru, sta¬ nowi trytowa tarcze (10), wewnatrz której umiesz¬ cza sie próbke materialu, celem napromieniowania.KI. 21 g, 21/01 55 615 MKP G 21 #1 fig. i A-A Z a 3 5 6 fig.

2. PL