Opublikowano: 10.11.1969 MKP G 21 g •ILLIOTEKA iw.Sf4 Twórca wynalazku: dr inz. Czeslaw Bobrowski Wlasciciel patentu: Akademia Górniczo-Hutnicza (Instytut Techniki Jadrowej), Kraków (Polska) Zródlo jonów dla tarcz cylindrycznych, zwlaszcza w generatorach neutronów Przedmiotem wynalazku jest zródlo jonów dla tarcz cylindrycznych, znajdujacych zastosowanie zwlaszcza w generatorach neutronów, odznaczaja¬ cych sie duzym wydatkiem neutronów, przezna¬ czonych do analizy aktywacyjnej. Ponadto znaj¬ duje ono zastosowanie równiez w innych urzadze¬ niach, w których wymagane jest równomierne i silne napromieniowanie badanej próbki scisle okreslonym promieniowaniem jadrowym, genero¬ wanym na powierzchni cylindrycznej tarczy.Znane dotychczas zródla jonów dla tarcz cylin¬ drycznych skladaja sie z kilku cylindrycznych szklanych lub kwarcowych komór symetrycznie rozmieszczonych w plaszczyznie prostopadlej do osi symetrii tarczy, zaopatrzonych w cewki wy¬ sokiej czestosci. Zródla te wymagaja stosowania kosztownych dodatkowych urzadzen w postaci ge¬ neratorów wysokiej czestosci, które odznaczaja sie duzym poborem mocy i znacznymi wymiarami ga¬ barytowymi. Skomplikowana budowa tych urza¬ dzen jest powodem czestych uszkodzen, co powiek¬ sza koszta ich eksploatacji.Tych wad nie ma zródlo jonów dla tarcz cylin¬ drycznych, zwlaszcza w generatorach neutronów, wedlug wynalazku, zawierajace cylindryczna tar¬ cze, umieszczona wspólosiowo wewnatrz ferroma¬ gnetycznego cyliA|pi z otworami ekstrakcyjnymi, usytuowanymi na *|j^rost tarczy, przy czym na zewnatrz cylindra znajduja sie jonizacyjne komo¬ ry i ferromagnetyczne pierscienie, przytwierdzone do cylindra oraz sektorowe nabiegunniki polaczo¬ ne z elektromagnesem. Jonizacyjne komory maja otwory, znajdujace sie na wprost szczelin, wyste¬ pujacych pomiedzy nabiegunnikami. 5 Zródlo jonów wedlug wynalazku jest przedsta¬ wione w przykladowym rozwiazaniu na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój podluzny zródla, a fig. 2 — jego przekrój poprzeczny w pla¬ szczyznie A — A. 10 Zródlo jonów sklada sie z niemagnetycznej próz- nioszczelnej obudowy 1, zawierajacej ferromagne¬ tyczny cylinder 2, zaopatrzony w ekstrakcyjne otwory 3 (fig. 1 i 2). Otwory 3 cylindra 2 sa usy¬ tuowane na wprost cylindrycznej tarczy 4, osadzo- 15 nej na wspólosiowym cylindrze 5. Do cylindra 2 sa przytwierdzone trzy ferromagnetyczne pier¬ scienie 6 i 7 i 8, oddzielajace od siebie sektorowe nabiegunniki 9 i JO, pomiedzy którymi wystepuja szczeliny 11. Nabiegunniki 9 i 10 sa polaczone z 20 elektromagnesem 12, przytwierdzonym próznio- szczelnie do obudowy 1. Elektromagnes 12 zawiera cztery jarzma 13 i uzwojenie 14, do którego jest podlaczone napiecie zasilajace. Jednoimienne na¬ biegunniki 9 i 10 lacza sie ze soba magnetycznie 25 w ten sposób, ze do pierscieni 6 i 8 podlacza sie grupe tego samego znaku nabiegunników 9 i M, a do pierscienia 7 grupe przeciwnego znaku. Obie grupy nabiegunników 9 i 10 sa polaczone z jarz- marat 13 elektromagnesu 12. W wyniku takiego 30 polaczenia uzyskuje sie w szczelinach 11 jednorod- 56 6493 56 649 4 na indukcje, której wielkosc mozna regulowac przy pomocy natezenia pradu, plynacego w uzwojeniu 14.Pierscienie 6 i 8 sa polaczone z komorami jo¬ nizacyjnymi 15 i 16, które zawieraja katody 17 z oslonami 18 oraz przyspieszajace siatki 19. Kaz¬ da z komór 15 i 16 jest wyposazona w pare pier- f scieniowych okladzin 20 i 21 oraz 22 i 23, stano- \ witych róznoimienne nabiegunniki, polaczone z * v$t^scieniami 6, 7 i 8 w ten sposób, ze okladziny 21 i 22 sa podlaczone do pierscieni 6 i 8, a okla¬ dziny. 20. iJ83 do pierscienia 7. Tego rodzaju pola¬ czenia zapsw)iia$^tworzenie w komorach 15 i 16 niejednorodnego, osiowego pola magnetycznego.Komory 15 i 16 maja otwory 24 i 25, usytuowane na wprost Szczelin 11 pomiedzy sektorowymi na- biegunnikamf 9 1 10. Komory 15 i 16 wraz z siat¬ kami 19 sa podlaczone do napiecia, wynoszacego 100 — 200 V, a katody 17 z oslonami 18 znajduja sie na potencjale zerowym, natomiast grupy na- biegunników 9 i 10 obu znaków znajduja sie na regulowanym ujemnym potencjale, wynoszacym 100 — 500 V.Zródlo jonów wedlug wynalazku dziala w ten sposób, ze po wlaczeniu napiecia zarzenia na ka¬ tody 17, emitowane z nich elektrony sa przyspie¬ szane przez znajdujaca sie na patencjale dodat¬ nim siatke 19 do wnetrza komór 15 i 16. Na sku¬ tek obecnosci pola magnetycznego w komorach, elektrony poruszaja sie po torze kolowym, w pla¬ szczyznie prostopadlej do osi symetrii komór. Po¬ ruszajace sie elektrony zderzaja sie z czasteczka¬ mi gazu, powodujac jego jonizacje. Otrzymane jo¬ ny sa wyciagane przez otwory 24 i 25, po czym dostaja sie w pole magnetyczne, wytworzone przez nabiegunniki 9 i 10. Wskutek dzialania sil elektro¬ magnetycznych jony ulegaja selekcji wedlug wiel¬ kosci ich mas. Jony lzejsze poruszaja sie po to¬ rze, o mniejszym promieniu krzywizny, uderzajac w cylinder 2 powyzej lub ponizej ekstrakcyjnych otworów 3. Jony o wiekszej masie poruszajace sie po torze, o wiekszym promieniu krzywizny, prze¬ chodza przez szczeliny 11 miedzy nabiegunnika- mi 9 i 10 i sa zbierane na obudowie 1. Natomiast jony o zadanej masie i ladunku przechodza przez otwory 3, skad uformowane w wiazki sa kiero¬ wane do tarczy 4. W wyniku reakcji jadrowej z odpowiednimi jadrami tarczy, jony te daja zada¬ ne promieniowanie jadrowe, którym naswietla sie próbke, umieszczona wewnatrz cylindra 5.Dzieki odpowiedniemu doborowi natezenia pra¬ du, przeplywajacego przez uzwojenie elektroma¬ gnesu i napiecia przyspieszajacego jony, podla¬ czonego do nabiegunników, zródlo jonów wedlug wynalazku zapewnia wybranie zadanych jonów z mieszaniny róznych gazów i ich izotopów. Ponadto zródlo jonów odznacza sie minimalnym poborem 5 mocy, duza trwaloscia i niskimi kosztami eksplo¬ atacji oraz jest wygodne w uzyciu. PL