RU184106U1 - Импульсный генератор нейтронов - Google Patents
Импульсный генератор нейтронов Download PDFInfo
- Publication number
- RU184106U1 RU184106U1 RU2018123784U RU2018123784U RU184106U1 RU 184106 U1 RU184106 U1 RU 184106U1 RU 2018123784 U RU2018123784 U RU 2018123784U RU 2018123784 U RU2018123784 U RU 2018123784U RU 184106 U1 RU184106 U1 RU 184106U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cathode
- anode
- neutron
- inner diameter
- pulsed neutron
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H3/00—Production or acceleration of neutral particle beams, e.g. molecular or atomic beams
- H05H3/06—Generating neutron beams
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Particle Accelerators (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области ядерной физики и техники, к созданию источников нейтронов, конкретно к устройствам для генерации импульсных нейтронных потоков.
Технический результат, направленный на увеличение коэффициента полезного действия импульсного генератора нейтронов, достигнут тем, что в известном импульсном генераторе нейтронов, содержащем источник ускоряющего напряжения и вакуумную ускорительную трубку, включающую пустотелые цилиндрические внешний катод с внутренним диаметром и с нейтронообразующей мишенью на его внутренней поверхности и соосный катоду анод с внешним диаметром d, с глухим и выходным торцами и с источником дейтронов внутри его, вокруг катода размещен также постоянный магнит, внутри катода установлена соединенная с ним металлическая диафрагма с внутренним диаметром D2 и толщиной расположенная в плоскости выходного торца анода между анодом и катодом, причем размеры удовлетворяют соотношениям:
Данные соотношения были получены в результате компьютерного расчета.
Description
Полезная модель относится к области нейтронных источников, конкретно к устройствам для генерации импульсных нейтронных потоков.
Известны импульсные генераторы нейтронов, с магнитной изоляцией электронов между ускоряющими дейтроны электродами [1,2]. Данные генераторы состоят из вакуумной ускорительной трубки с анодом и катодом, выполненным в виде постоянного магнита с продольной намагниченностью с дейтерированной нейтронообразующей мишенью на его внутренней цилиндрической поверхности, а также из генератора импульсных напряжений на основе высоковольтного трансформатора и накопительной емкости.
Однако, недостатком данного устройства является проблема концентрации магнитного потока в области мишени вакуумной ускорительной трубки, определяемая внешним радиусом магнита.
Этих недостатков лишено техническое решение, описанное в работе [3], взятое за прототип. Импульсный генератор нейтронов, содержащий источник ускоряющего напряжения и вакуумную ускорительную трубку, включающую внешний пустотелый цилиндрический катод диаметром D1, на внутренней поверхности которого расположена нейтронообразующая мишень, соосный катоду анод в виде цилиндра Фарадея диаметром d с глухим и выходным торцами и источник дейтронов внутри цилиндра Фарадея, содержит также источник тока и соединенный с источником тока проводник в форме кольца диаметром D2, с продольным размером t, расположенный так, что его центральная плоскость совпадает с плоскостью выходного торца цилиндра Фарадея и с плоскостью торца начала катода, и перпендикулярна оси симметрии катода, при этом диаметры D1, D2 и d удовлетворяют соотношениям 0,25d≈D2, 0,80D1<D2<1,02D1 , а размер t удовлетворяет неравенству: 0,01D1≤t≤0,02D.
Недостатком данного устройства является его низкий энергетический КПД, связанный с достаточно большим электронным током, протекающим через зазор между анодом и катодом, так как отсутствует эффективная изоляция тока электронов в ускоряющем промежутке вследствие того, что силовые линии кольца с током частично соединяют ускоряющий промежуток.
Технический результат предлагаемой полезной модели направлен на увеличение коэффициента полезного действия импульсного генератора нейтронов (ИГН) и количества генерируемых нейтронов за счет применения механического заземленного препятствия для эффективного подавления электронного тока в ускоряющем дейтроны промежутке и увеличения количества генерируемых нейтронов.
Технический результат достигается тем, что в импульсном генераторе нейтронов, содержащем источник ускоряющего напряжения и вакуумную ускорительную трубку, включающую пустотелые цилиндрические внешний катод с внутренним диаметром D1 и с нейтронообразующей мишенью на его внутренней поверхности и соосный катоду анод с внешним диаметром d, с глухим и выходным торцами и с источником дейтронов внутри его, дополнительно введены размещенный вокруг катода постоянный магнит, а внутри катода установлена соединенная с ним металлическая диафрагма с внутренним диаметром D2 и толщиной l, расположенная в плоскости выходного торца анода, а именно между анодом и катодом, причем размеры удовлетворяют соотношениям:
Сущность полезной модели заключается в том, что данная совокупность элементов: анод, источник дейтронов позволяют эмитировать дейтроны, источник ускоряющего напряжения, вакуумная ускорительная трубка, позволяют сформировать ускоренный пучок дейтронов, направляемый в сторону нейтронообразующей мишени с существенным подавлением тока электронов, движущихся в сторону анода в ускоряющем промежутке вакуумной ускорительной трубки с помощью диафрагмы определенной расчетами геометрической формы. За счет ядерного взаимодействия дейтронов с поверхностью нейтронообразующей мишени происходит эмиссия нейтронов.
Конкретный вариант исполнения устройства поясняется чертежом, представленным на фиг. 1, где раскрыта схема расположения основных элементов импульсного генератора нейтронов: 1 - источник ускоряющего напряжения, 2, 5 - диэлектрический корпус вакуумной ускорительной трубки (высоковольтный изолятор), 3 - пустотелый цилиндрический внешний катод, 4 - нейтронообразующая мишень, 6 - источник дейтронов, 7 - анод, 8 - металлическая диафрагма, 9 - постоянный магнит.
ИГН работает следующим образом. Согласно схеме, представленной на фиг. 1. На поверхности источника дейтронов 6 образуется плазма, состоящая из дейтронов и электронов. В момент образования плазмы источник ускоряющего напряжения 1 формирует положительный импульс высоковольтного напряжения в диапазоне от 100 до 200 кВ на аноде 7, при этом катод 3, подключенный к источнику ускоряющего напряжения 1, находится под нулевым потенциалом. В результате подачи импульса высоковольтного напряжения на анод 7, между анодом 7 и катодом 3 возникает ускоряющее электрическое поле, вдоль которого по направлению к катоду движутся дейтроны с током ~1 кА в течение импульса, длительностью ~0,5 мкс. При столкновении дейтронов с поверхностью нейтронообразующей мишени, содержащей тяжелые изотопы водорода, происходит ядерная реакция деления, в результате которой генерируются нейтроны. Электроны, которые также являются продуктом реакции, начинают двигаться в сторону анода 7, частично подавляются магнитным полем постоянного магнита, а также экранируются диафрагмой 8, соединенной с катодом и находящейся под потенциалом земли. Таким образом, увеличивается КПД ИГН
При вышеуказанных размерах вакуумной ускорительной трубки и параметрах источника ускоряющего напряжения ожидаемый нейтронный выход за импульс на реакции D+Т составит 5⋅1010 и поток нейтронов более 1012 в секунду.
Таким образом, предложенная полезная модель позволяет расширить функциональные возможности ИГН за счет увеличения коэффициента полезного действия и количества генерируемых нейтронов при увеличении частоты следования импульсов ИГН, что делает возможным использовать предлагаемый ИГН в различных установках нейтронного облучения, в частности предназначенных для обнаружения и досмотра опасных предметов и делящихся элементов.
Источники информации:
1. А.Н. Диденко, А.Е. Шиканов, К.И. Козловский, В.Л. Шатохин, Д.Д. Пономарев // ФИЗИКА ПЛАЗМЫ, 2014, том 40, №10, с. 1-10.
2. Патент РФ №149963, МПК Н05Н 3/06. Ионный триод для генерации нейтронов / Вовченко Евгений Дмитриевич, Дулатов Али Каюмович, Исаев Антон Алексеевич, Козловский Константин Иванович, Лемешко Борис Дмитриевич, Прокуратов Илья Александрович, Шиканов Александр Евгеньевич; НИЯУ МИФИ, заявлено 14.07.2014; Опубл. 27.01.2015, Бюл. №3.
3. Патент РФ №179236, МПК Н05Н 3/06. Импульсный генератор нейтронов К.И. Козловский, Е.Д. Вовченко, М.И. Лисовский, А.А. Плеханов, В.И. Ращиков. НИЯУ МИФИ, заявлено 27.12.2017 г., опубликовано 07.05.2018 г., Бюлл. №13.
Claims (2)
- Импульсный генератор нейтронов, содержащий источник ускоряющего напряжения и вакуумную ускорительную трубку, включающую пустотелые цилиндрические внешний катод с внутренним диаметром D1 и с нейтронообразующей мишенью на его внутренней поверхности и соосный катоду анод с внешним диаметром d, с глухим и выходным торцами и с источником дейтронов внутри его, отличающийся тем, что вокруг катода размещен постоянный магнит, а внутри катода установлена соединенная с ним металлическая диафрагма с внутренним диаметром D2 и толщиной расположенная в плоскости выходного торца анода между анодом и катодом, причем размеры d, D1, D2 удовлетворяют соотношениям:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018123784U RU184106U1 (ru) | 2018-06-29 | 2018-06-29 | Импульсный генератор нейтронов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018123784U RU184106U1 (ru) | 2018-06-29 | 2018-06-29 | Импульсный генератор нейтронов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU184106U1 true RU184106U1 (ru) | 2018-10-16 |
Family
ID=63858912
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018123784U RU184106U1 (ru) | 2018-06-29 | 2018-06-29 | Импульсный генератор нейтронов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU184106U1 (ru) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU149963U1 (ru) * | 2014-07-14 | 2015-01-27 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ" (НИЯУ МИФИ) | Ионный триод для генерации нейтронов |
CN105702143A (zh) * | 2016-04-01 | 2016-06-22 | 杨溢 | 跟踪调平式分光计 |
RU179263U1 (ru) * | 2017-11-13 | 2018-05-07 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Установка для измерения коэффициента светопропускания |
-
2018
- 2018-06-29 RU RU2018123784U patent/RU184106U1/ru active IP Right Revival
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU149963U1 (ru) * | 2014-07-14 | 2015-01-27 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ" (НИЯУ МИФИ) | Ионный триод для генерации нейтронов |
CN105702143A (zh) * | 2016-04-01 | 2016-06-22 | 杨溢 | 跟踪调平式分光计 |
RU179263U1 (ru) * | 2017-11-13 | 2018-05-07 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Установка для измерения коэффициента светопропускания |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
А.Н. Диденко, А.Е. Шиканов, К.И. Козловский, В.Л. Шатохин, Д.Д. Пономарев // ФИЗИКА ПЛАЗМЫ, 2014, том 40, N10, с. 1-10. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Rej et al. | Microsecond pulse width, intense, light‐ion beam accelerator | |
US7809115B2 (en) | Diode for flash radiography | |
RU149963U1 (ru) | Ионный триод для генерации нейтронов | |
RU187270U1 (ru) | Импульсный генератор нейтронов | |
RU184106U1 (ru) | Импульсный генератор нейтронов | |
Choi et al. | Characteristics of diode perveance and vircator output under various anode-cathode gap distances | |
RU179236U1 (ru) | Импульсный генератор нейтронов | |
Korobkov et al. | A simple design erosional plasma gun made of a coaxial cable with polyethylene insulation | |
Vintizenko | Linear induction accelerators for high-power microwave devices | |
RU160364U1 (ru) | Ионный магнитный диод для генерации нейтронов | |
RU192809U1 (ru) | Наносекундный генератор быстрых нейтронов | |
US4213073A (en) | Rod pinch diode | |
Gow et al. | Simple Pulsed Neutron Source Based on Crossed‐Field Trapping | |
Ko et al. | Pulsewidth and rising time of relativistic electron beam in gas-filled diode | |
Didenko et al. | Application of a Reflective Ion Triode Circuit for Increasing the Efficiency of Neutron Generation in Vacuum Accelerating Tubes | |
RU2467526C1 (ru) | Импульсная ускорительная нейтронная трубка | |
RU2813664C1 (ru) | Импульсный генератор нейтронов | |
RU2287916C1 (ru) | Ускоритель ионов с магнитной изоляцией | |
Isaev et al. | Small-size high-current ion diode with pulsed magnetic insulation of electrons for 500 keV energy | |
RU2696975C1 (ru) | Плазменный ускоритель | |
Shikanov et al. | Investigation of accelerating ion triode with magnetic insulation for neutron generation | |
RU2119208C1 (ru) | Устройство для получения пучка ионов | |
Wang et al. | A compact plasma focus device and its neutron emission | |
Kozlovskij et al. | High-current pulsing deuteron accelerator with energy of 500 keV | |
Honoki et al. | Energy evaluation of pulsed heavy ion beam accelerated in 1-stage gap of bipolar pulse accelerator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20190630 |
|
NF9K | Utility model reinstated |
Effective date: 20220315 |