RU156791U1 - Импульсный нейтронный генератор - Google Patents

Abstract

Импульсный нейтронный генератор, содержащий размещенные в отдельных жестко соединенных между собой металлических корпусах блок трубки, включающий нейтронную трубку, высоковольтный импульсный трансформатор, накопительный конденсатор и блок коммутации с коммутатором и схемой его запуска, отличающийся тем, что блоки скреплены друг с другом свинчиванием двух концевых частей, одна из которых расположена на торце корпуса блока трубки и состоит из центрального штыря, установленного в диэлектрическом изоляторе, соединенного с обкладкой накопительного конденсатора, и резьбового элемента с наружной резьбой, соединенного с корпусом и первичной обмоткой высоковольтного трансформатора, а другая концевая часть расположена на торце корпуса блока коммутации и состоит из центрального V-образного подпружиненного гнезда, размещенного в диэлектрическом изоляторе и соединенного с анодом коммутатора, и резьбового элемента с внутренней резьбой, соединенного с катодом коммутатора и корпусом.

Description

Область техники

Полезная модель относится к области физического приборостроения, в частности, к источникам нейтронного излучения, и предназначено для использования при разработке нейтронных и рентгеновских генераторов.

Уровень техники

Известен малогабаритный генератор нейтронов, содержащий нейтронную трубку и высоковольтный источник напряжения питания, выполненный на накопительном конденсаторе, включенном между высоковольтным источником питания и первичной обмоткой высоковольтного импульсного трансформатора (в случае биполярного питания нейтронной трубки - первичными обмотками высоковольтных импульсных трансформаторов). Геофизическая аппаратура. Недра, вып. 43, 1970 г., с. 132-146. Однако этот генератор нейтронов имеет большие габариты, не ремонтопригоден.

Известен генератор нейтронов, содержащий блок трубки (БТ) с нейтронной трубкой, схемой ее питания, выполненной на накопительном конденсаторе, включенном между высоковольтным источником питания и первичной обмоткой высоковольтного импульсного трансформатора, и блок коммутации (БК) с коммутирующим элементом, и схемой его запуска, размещенные в отдельных металлических корпусах, жестко соединенных друг с другом. Серийно выпускаемый блок ИНГ-013. Сборник материалов, Межотраслевой научно-технической конференции «Портативные генераторы нейтронов и технологии на их основе», Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова, 2004. с. 73. Выбран в качестве прототипа.

Для соединения БТ с БК в прототипе используется переходник, закрепленный на торце БТ при помощи винтов с опрессованными в полиэтилен гнездами со стороны соединения с БТ и высоковольтной розеткой на 3 гнезда со стороны соединения с БК. БК с 3-х штырьковой высоковольтной вилкой соединяется с розеткой точной сборкой по направляющей втулке с пазом при помощи резьбовой накидной гайки. В этом случае используемый соединитель относительно дорог из-за большого количества применяемых высокоточных деталей. Это усложняет сборку, ремонт. Кроме того, дополнительные переходники не исключают ошибок монтажа, существенно удлиняют разрядный контур, при этом значительная часть энергии, запасенной в конденсаторе, остается в контуре и не передается в нейтронную трубку. Неиспользованная энергия выделяется в виде тепла, что приводит к перегреву генератора, уменьшению времени непрерывной работы.

Задачей полезной модели является упрощение конструкции нейтронного генератора, повышение надежности, улучшение энергетических характеристик, повышение эксплуатационных характеристик.

Техническим результатом полезной модели являются повышение надежности и улучшение энергетических характеристик импульсного нейтронного генератора.

Раскрытие полезной модели

Технический результат достигается тем, что импульсный нейтронный генератор содержит, размещенные в отдельных жестко соединенных между собой металлических корпусах блок трубки, включающий нейтронную трубку, высоковольтный импульсный трансформатор, накопительный конденсатор, и блок коммутации с коммутатором и схемой его запуска. Блоки скреплены друг с другом свинчиванием двух концевых частей, одна из которых расположена на торце корпуса блока трубки и состоит из центрального штыря, установленного в диэлектрическом изоляторе и соединенного с обкладкой накопительного конденсатора и резьбового элемента с наружной резьбой соединенного с корпусом и первичной обмоткой высоковольтного трансформатора. Другая концевая часть расположена на торце корпуса блока коммутации и состоит из центрального V-образного подпружиненного гнезда, размещенного в диэлектрическом изоляторе, соединенного с анодом коммутатора и резьбового элемента с внутренней резьбой, соединенного с катодом коммутатора и корпусом.

Краткое описание чертежей

Сущность полезной модели поясняется на фиг. 1, фиг. 2.

На фиг. 1 представлен предложенный импульсный нейтронный генератор, где:

1 - металлический корпус БТ,

2 - вакуумная нейтронная трубка,

3 - высоковольтный трансформатор отрицательной полярности импульсов,

4 - накопительный конденсатор,

5 - конденсатор источника,

6 - зарядный дроссель,

7 - металлический корпус БК,

8 - коммутирующий элемент,

9 - схема запуска коммутирующего элемента,

10 - центральный штырь,

11 - диэлектрический изолятор,

12 - V образное гнездо,

13 - пружина,

14 - гайка,

15 - диэлектрический изолятор,

16 - резьбовой элемент корпуса БТ с наружной резьбой,

17 - резьбовой элемент корпуса БК с внутренней резьбой,

18 - стандартный разъем через который производится питание и управление нейтронным генератором.

На фиг. 2 представлен БТ и БК в разобранном виде. Для сборки блоки свинчиваются друг с другом.

Осуществление полезной модели

Импульсный нейтронный генератор выполнен в виде двух отдельных блоков: блока трубки БТ и блока коммутации БК, соединенных друг с другом свинчиванием двух концевых частей А и Б.

Блок трубки (БТ) выполнен в металлическом корпусе 1, залитом жидким диэлектриком, внутри которого размещена нейтронная трубка 2, высоковольтный импульсный трансформатор 3, накопительный конденсатор 4, конденсатор источника 5, зарядный дроссель 6. На торце корпуса 1 закреплен резьбовой элемент с наружной резьбой 16, и установлена коаксиально концевая часть А, состоящая из штыря 10, установленного в диэлектрический изолятор 13, обеспечивающий изоляцию центрального штыря 10 от корпуса 1. Центральный штырь 11 соединен с обкладкой накопительного конденсатора 4, а резьбовой элемент 16 соединен с корпусом 1 и первичной обмоткой высоковольтного импульсного трансформатора 3.

Блок коммутации (БК) выполнен в металлическом корпусе 7, внутри которого размещен коммутирующий элемент 8 и схема запуска коммутирующего элемента 9. На торце корпуса 7 закреплен резьбовой элемент с внутренней резьбой 17 и коаксиально установлена концевая часть Б, состоящая из V-образного гнезда 12 с пружиной 13, размещенного в диэлектрическом изоляторе 15, обеспечивающего изоляцию от корпуса 7. V-образное гнездо 12 закреплено в изоляторе 15 при помощи гайки 14 с возможностью перемещения вокруг оси.

V-образное гнездо 12 соединено с катодом коммутатора 8, а резьбовой элемент БК 17 соединен с катодом коммутатора 8.

При свинчивании блоков концевая часть А входит в концевую часть Б так, что центральный штырь 10 прилегает к V-образному гнезду 12, находясь в непрерывном контакте друг с другом. При этом диэлектрический изолятор 11 входит своими кольцевыми выступами и кольцевыми проточками в кольцевые проточки и кольцевые выступы диэлектрического изолятора 15 с зазором, обеспечивая необходимую электрическую прочность между металлическими контактами и корпусом.

Такая плавающая конструкция позволяет устранить относительне смещение контактов в концевых частях при соединении (скручивании по резьбе) блоков друг с другом.

Генератор работает следующим образом.

При подаче импульса запуска на управляющий электрод ионного источника нейтронной трубки 2 происходит разряд накопительного конденсатора 4 на первичную обмотку импульсного высоковольтного трансформатора 3. При этом на вторичной обмотке трансформатора формируется импульс напряжения амплитудой (100-150) кВ и передается на мишенный электрод трубки 2. Одновременно ионный источник нейтронной трубки 2 производит ионы дейтерия, которые ускоряются в направлении мишени. При бомбардировке мишени нейтронной трубки 2 ионами дейтерия в результате ядерной реакции T(d, n) He₄ образуются нейтроны.

При прохождении тока в разрядном контуре, в проводниках с током действуют электродинамические силы притяжения, пружина 14 прижимает V-образное гнездо 13 к центральному штырю 10. Этим достигается увеличение контактного нажатия центрального штыря 10 на V-образное гнездо 13, что повышает коммутационную способность разьема, устойчивость контактирования, уменьшает индуктивность и сопротивление разрядного контура.

Кроме того, результатом полезной модели является упрощение конструкции нейтронного генератора, упрощение сборки-разборки блоков, их ремонта, повышение надежности и улучшение энергетических характеристик.

Claims (1)

1. Импульсный нейтронный генератор, содержащий размещенные в отдельных жестко соединенных между собой металлических корпусах блок трубки, включающий нейтронную трубку, высоковольтный импульсный трансформатор, накопительный конденсатор и блок коммутации с коммутатором и схемой его запуска, отличающийся тем, что блоки скреплены друг с другом свинчиванием двух концевых частей, одна из которых расположена на торце корпуса блока трубки и состоит из центрального штыря, установленного в диэлектрическом изоляторе, соединенного с обкладкой накопительного конденсатора, и резьбового элемента с наружной резьбой, соединенного с корпусом и первичной обмоткой высоковольтного трансформатора, а другая концевая часть расположена на торце корпуса блока коммутации и состоит из центрального V-образного подпружиненного гнезда, размещенного в диэлектрическом изоляторе и соединенного с анодом коммутатора, и резьбового элемента с внутренней резьбой, соединенного с катодом коммутатора и корпусом.

   

Images