RU187270U1 - PULSE NEUTRON GENERATOR - Google Patents

PULSE NEUTRON GENERATOR Download PDF

Info

Publication number
RU187270U1
RU187270U1 RU2018136430U RU2018136430U RU187270U1 RU 187270 U1 RU187270 U1 RU 187270U1 RU 2018136430 U RU2018136430 U RU 2018136430U RU 2018136430 U RU2018136430 U RU 2018136430U RU 187270 U1 RU187270 U1 RU 187270U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
voltage
plasma
anode
neutron
low
Prior art date
Application number
RU2018136430U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Дмитриевич Вовченко
Антон Алексеевич Исаев
Константин Иванович Козловский
Александр Евгеньевич Шиканов
Александр Юрьевич Кузнецов
Original Assignee
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ" (НИЯУ МИФИ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ" (НИЯУ МИФИ) filed Critical федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ" (НИЯУ МИФИ)
Priority to RU2018136430U priority Critical patent/RU187270U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU187270U1 publication Critical patent/RU187270U1/en

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

Abstract

Полезная модель относится к области нейтронной техники, конкретно, к приборам для генерации нейтронов при ядерном взаимодействии нуклидов тяжелого водорода для использования в прикладных задачах науки и техники, например, в досмотровых системах безопасности, комплексах добычи углеводородного сырья, радиационной томографии и терапии, системах элементного анализа состава вещества.Сущность полезной модели заключается в том, что в известном импульсном генераторе нейтронов, включающем трансформатор с низковольтным и высоковольтным выводами, разрядник и вакуумную камеру с высоковольтным и низковольтным изоляторами, охватывающую цилиндрический анод с плазмообразующей мишенью с изотопами водорода, и соосно-расположенный внутри анода полый катод, полый катод выполнен в виде спирали с поверхностью сферической формы радиуса r, один конец которой подключен через низковольтный изолятор к низковольтному выводу трансформатора, а другой конец спирали подсоединен к вакуумной камере, при этом плазмообразующая мишень с радиусом rвыполнена из диэлектрика и расположена на внутренней поверхности цилиндрического анода радиуса rи с длинойравной длине цилиндрического анода, который подключен через высоковольтный изолятор вакуумной камеры и разрядник к высоковольтному выводу трансформатора, кроме этого размеры катода, анода и плазмообразующей мишени удовлетворяют следующим соотношениям:Технический результат направлен на увеличение ресурса его непрерывной работы по сравнению с классическими нейтронными генераторами с твердотельными нейтронообразующими мишенями. Кроме того, предлагаемое устройство позволяет увеличить нейтронный выход устройства вследствие комбинированного применения механизмов инерциально-электростатического удержания ускоренных дейтронов и магнитной изоляции электронов в межэлектродном промежутке.The utility model relates to the field of neutron technology, specifically, to devices for generating neutrons in the nuclear interaction of heavy hydrogen nuclides for use in applied problems of science and technology, for example, in security inspection systems, hydrocarbon production complexes, radiation tomography and therapy, elemental analysis systems The essence of the utility model lies in the fact that in the well-known pulsed neutron generator, including a transformer with low-voltage and high-voltage output dams, a spark gap and a vacuum chamber with high-voltage and low-voltage insulators, covering a cylindrical anode with a plasma-forming target with hydrogen isotopes, and a hollow cathode coaxially located inside the anode, the hollow cathode is made in the form of a spiral with a surface of spherical shape of radius r, one end of which is connected through a low-voltage an insulator to the low-voltage terminal of the transformer, and the other end of the spiral is connected to a vacuum chamber, while the plasma-forming target with radius r is made of a dielectric and is located on the inside of the surface of a cylindrical anode of radius r and with the long-length length of the cylindrical anode, which is connected through a high-voltage insulator of the vacuum chamber and a spark gap to the high-voltage output of the transformer, in addition, the dimensions of the cathode, anode and plasma-forming target satisfy the following relationships: The technical result is aimed at increasing the life of its continuous operation in comparison with classical neutron generators with solid-state neutron-forming targets. In addition, the proposed device allows to increase the neutron yield of the device due to the combined use of the mechanisms of inertial-electrostatic confinement of accelerated deuterons and magnetic isolation of electrons in the interelectrode gap.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к области нейтронной техники, конкретно, к приборам для генерации нейтронов при ядерном взаимодействии нуклидов тяжелого водорода для использования в прикладных задачах науки и техники, например, в досмотровых системах безопасности, комплексах добычи углеводородного сырья, радиационной томографии и терапии, системах элементного анализа состава вещества.The proposed utility model relates to the field of neutron technology, specifically, to devices for generating neutrons in the nuclear interaction of heavy hydrogen nuclides for use in applied problems of science and technology, for example, in security inspection systems, hydrocarbon production complexes, radiation tomography and therapy, element systems analysis of the composition of the substance.

Известен ионный триод для генерации нейтронов [1], содержащий полые цилиндрический катод и анод со встроенным источником нуклидов тяжелого водорода, в котором полый цилиндрический катод выполнен в виде постоянного магнита с продольной намагниченностью, анод состоит из двух частей, соосно и симметрично расположенных по обе стороны катода, и содержит обращенные друг к другу источники нуклидов тяжелого водорода.Known ionic triode for generating neutrons [1], containing a hollow cylindrical cathode and anode with an integrated source of heavy hydrogen nuclides, in which the hollow cylindrical cathode is made in the form of a permanent magnet with longitudinal magnetization, the anode consists of two parts, coaxially and symmetrically located on both sides cathode, and contains facing each other sources of heavy hydrogen nuclides.

Применение изолирующего поля, формируемого постоянными магнитными элементами, препятствуют движению к аноду образующихся в межэлектродном промежутке электронов, тем самым позволяет расширить верхний предел ускоряющего напряжения и дейтронного тока. Другое достоинство данной системы заключается в увеличении ресурса нейтронообразующей мишени за счет ее замены с твердотельной на плазменную.The use of an insulating field formed by permanent magnetic elements impedes the movement of electrons formed in the interelectrode gap to the anode, thereby expanding the upper limit of the accelerating voltage and deuteron current. Another advantage of this system is an increase in the resource of a neutron-forming target due to its replacement from a solid state to a plasma one.

Одновременно с этим, экспериментальные исследования по ускорению потоков дейтронов с подавлением электронной проводимости [2, 3] выявили недостатки, связанные со сложной пространственной конфигурацией и неоднородностью поля постоянных магнитов. Они проявляются в невозможности создания во всем пространстве между катодом и фронтом лазерной плазмы (т.е. плазменным анодом) продольного магнитного поля с индукцией не менее 0.4 Тл, что требуется для полного подавления электронной проводимости диода при энергии лазера W>0.1 Дж. В свою очередь это приводит к пробойным явлениям в области диодного зазора при попытках увеличения верхней границы ускоряющего напряжения, а также к неполному извлечению и ускорению дейтронов.At the same time, experimental studies on the acceleration of deuteron fluxes with suppression of electronic conductivity [2, 3] revealed drawbacks associated with the complex spatial configuration and inhomogeneity of the field of permanent magnets. They manifest themselves in the impossibility of creating in the entire space between the cathode and the front of the laser plasma (i.e., the plasma anode) a longitudinal magnetic field with an induction of at least 0.4 T, which is required to completely suppress the electronic conductivity of the diode at a laser energy of W> 0.1 J. this in turn leads to breakdown phenomena in the diode gap region when trying to increase the upper boundary of the accelerating voltage, as well as to incomplete extraction and acceleration of deuterons.

Рассмотренные недостатки в меньшей степени проявляются в диодах с импульсной магнитной изоляцией электронного компонента тока [4, 5] и лазерной дейтерийсодержащей мишенью на аноде. Такая диодная система имеет коаксиальную геометрию электродов с внутренним анодом, охватываемым пустотелым цилиндрическим катодом. В диоде организовано ускорение дейтронов, извлекаемых из анодной мишени, к нейтронообразующей мишени на катоде.The considered disadvantages are less pronounced in diodes with pulsed magnetic isolation of the electronic component of the current [4, 5] and a laser deuterium-containing target on the anode. Such a diode system has a coaxial geometry of the electrodes with an internal anode covered by a hollow cylindrical cathode. In the diode, acceleration of deuterons extracted from the anode target to the neutron-forming target at the cathode is organized.

Среди них наиболее близким к предлагаемому техническому решению является импульсный генераторов нейтронов с магнитной изоляцией импульсным полем спиральной линии, описанный в работе [4]. Он представляет собой откачиваемую камеру с азимутально симметричной, соосной системой электродов. На аноде располагается плазмообразующая мишень с изотопом водорода, у поверхности которой под действием сфокусированного импульса лазерного излучения образовывается плазма. На внутренней поверхности катода располагается металлотритиевая или металлодейтериевая нейтронообразующая мишень. Магнитное поле в ограниченном пространстве у катода формируется при помощи спиральной линии, образующая поверхность которой повторяет форму поверхности нейтронообразующей мишени (катода). На эту линию подается необходимый импульс тока, создающий магнитное поле, локализованное в пространстве между катодом и плазмой у анода, усиленное за счет возникновения встречного азимутального индукционного тока в катодном электроде. В этом случае значительно уменьшается воздействие изолирующего магнитного поля на дейтронный компонент плазмы ионного источника.Among them, the closest to the proposed technical solution is pulsed neutron generators with magnetic isolation by the pulsed field of the spiral line, described in [4]. It is a pumped chamber with an azimuthally symmetric, coaxial electrode system. A plasma-forming target with a hydrogen isotope is located on the anode, near the surface of which a plasma is formed under the action of a focused laser pulse. A metal-tritium or metal-deuterium neutron-forming target is located on the inner surface of the cathode. A magnetic field in a limited space near the cathode is formed using a spiral line, the surface of which follows the shape of the surface of a neutron-forming target (cathode). The necessary current pulse is supplied to this line, creating a magnetic field localized in the space between the cathode and plasma at the anode, amplified due to the occurrence of a counter azimuthal induction current in the cathode electrode. In this case, the effect of an insulating magnetic field on the deuteron component of the plasma of the ion source is significantly reduced.

Таким образом, магнитное поле позволяет осуществлять эффективную магнитную изоляцию ускоряющего зазора и обеспечивать его электрическую прочность в течение времени ускорения дейтронов из лазерной плазмы.Thus, the magnetic field allows effective magnetic isolation of the accelerating gap and ensuring its electric strength during the time of deuteron acceleration from the laser plasma.

Недостатком описанного устройства является наличие твердотельной нейтронообразующей мишени. При больших плотностях тока дейтронов, достигаемых в устройстве прототипа [4], нейтронообразующая мишень быстро деградирует и имеет невысокий ресурс.Это приводит к высокому расходу трития и дейтерия и небольшому сроку службы мишени и всего импульсного генератора нейтронов.The disadvantage of the described device is the presence of a solid-state neutron-forming target. At high deuteron current densities achieved in the prototype device [4], the neutron-forming target degrades quickly and has a low resource. This leads to a high consumption of tritium and deuterium and a short life of the target and the entire pulsed neutron generator.

Технический результат предлагаемой полезной модели направлен на увеличение ресурса работы импульсного генератора нейтронов (не менее 106 имп.), одновременно, на значительное увеличение нейтронного выхода (до 109 нейтр./имп.(D+D), до 1011 нейтр./имп.(D+T)) за счет реализации плазменной нейтронообразующей мишени, одновременного применения механизмов инерциально-электростатического удержания ускоренных дейтронов и магнитной изоляции электронов вне и внутри полого катода.The technical result of the proposed utility model is aimed at increasing the life of the pulsed neutron generator (at least 10 6 pulses), at the same time, at a significant increase in the neutron yield (up to 10 9 neutrons / pulses (D + D), up to 10 11 neutrons / imp. (D + T)) due to the implementation of a plasma neutron-forming target, the simultaneous use of mechanisms of inertial electrostatic confinement of accelerated deuterons and magnetic isolation of electrons outside and inside the hollow cathode.

Этот результат достигается тем, что в известном импульсном генераторе нейтронов, содержащем трансформатор с низковольтным и высоковольтным выводами, разрядник и вакуумную камеру с высоковольтным и низковольтным изоляторами, охватывающую цилиндрический анод с плазмообразующей мишенью с изотопами водорода, и соосно-расположенный внутри цилиндрического анода полый катод, полый катод выполнен в виде спирали с поверхностью сферической формы радиуса rk, один конец которой подключен через низковольтный изолятор к низковольтному выводу трансформатора, а другой конец спирали подсоединен к вакуумной камере, при этом плазмообразующая мишень с радиусом rM выполнена из диэлектрика и расположена на внутренней поверхности цилиндрического анода радиуса r a и с длиной

Figure 00000001
равной длине анода, который подключен через высоковольтный изолятор вакуумной камеры и разрядник к высоковольтному выводу трансформатора, кроме этого размеры полого катода, цилиндрического анода и плазмообразующей мишени удовлетворяют следующим соотношениям:This result is achieved by the fact that in the known pulsed neutron generator containing a transformer with low-voltage and high-voltage leads, a spark gap and a vacuum chamber with high-voltage and low-voltage insulators, covering a cylindrical anode with a plasma-forming target with hydrogen isotopes, and a hollow cathode coaxially located inside the cylindrical anode, the hollow cathode is made in the form of a spiral with a surface of a spherical shape of radius r k , one end of which is connected through a low-voltage insulator to a low-voltage terminal tr an antisformer, and the other end of the spiral is connected to a vacuum chamber, while the plasma-forming target with a radius r M is made of a dielectric and is located on the inner surface of a cylindrical anode of radius r a and with a length
Figure 00000001
equal to the length of the anode, which is connected through the high-voltage insulator of the vacuum chamber and the spark gap to the high-voltage output of the transformer, in addition, the dimensions of the hollow cathode, cylindrical anode and plasma-forming target satisfy the following relationships:

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

Неравенства (1) регулирует максимальный и минимальный пределы отношения длины цилиндрического анода и радиуса полого катода сферической формы, при которых достигается максимальное значение нейтронного выхода. Нижний и верхний пределы определяются исходя из эффективного КПД использования диэлектрической плазмообразующей мишени с изотопами водорода и магнитной изоляции, а также условия использования энергии на создание магнитной изоляции.Inequalities (1) governs the maximum and minimum limits of the ratio of the length of the cylindrical anode and the radius of the hollow cathode of a spherical shape, at which the maximum value of the neutron yield is achieved. The lower and upper limits are determined based on the effective efficiency of using a dielectric plasma-forming target with hydrogen isotopes and magnetic insulation, as well as the conditions for using energy to create magnetic insulation.

Неравенства (2) регулирует максимальный и минимальный пределы отношения радиусов диэлектрической плазмообразующей мишени с изотопами водорода и полого катода сферической формы, при которых достигается наилучшее образование плазменного сгустка. Нижний предел является условием достаточной электроизоляции вакуумного промежутка между диэлектрической плазмообразующей мишенью с изотопами водорода и полым катодом сферической формы в условиях наличия магнитного поля полого катода сферической формы, а верхний предел определяется условием образования скользящего разряда и плазменного сгустка.Inequalities (2) governs the maximum and minimum limits of the ratio of the radii of a dielectric plasma-forming target with hydrogen isotopes and a spherical hollow cathode, at which the best formation of a plasma bunch is achieved. The lower limit is a condition for sufficient electrical isolation of the vacuum gap between the plasma-forming dielectric target with hydrogen isotopes and a spherical hollow cathode in the presence of a spherical hollow cathode magnetic field, and the upper limit is determined by the condition for the formation of a creeping discharge and a plasma bunch.

Неравенства (3) регулируют максимальный и минимальный пределы отношения радиуса цилиндрического анода и радиуса диэлектрической плазмообразующей мишени с изотопами водорода, при которых достигается оптимальная толщина диэлектрической плазмообразующей мишени с изотопами водорода. Нижний предел толщины диэлектрической плазмообразующей мишени с изотопами водорода определяется исходя из ее ресурса, а верхний предел определяется экономией материала.Inequalities (3) govern the maximum and minimum limits of the ratio of the radius of the cylindrical anode and the radius of the dielectric plasma-forming target with hydrogen isotopes, at which the optimum thickness of the dielectric plasma-forming target with hydrogen isotopes is achieved. The lower limit of the thickness of a dielectric plasma-forming target with hydrogen isotopes is determined based on its resource, and the upper limit is determined by material savings.

Предлагаемое устройство поясняется фигурой 1, на которой представлен конкретный пример его исполнения и схема расположения элементов импульсного генератора нейтронов, содержащая следующие позиции: 1 - источник высоковольтного напряжения, 2 - коммутатор, 3 -накопительная емкость, 4 - низковольтный вывод трансформатора, 5 - трансформатор, 6 - высоковольтный вывод трансформатора, 7 - высоковольтная емкость, 8 - разрядник, 9 - высоковольтный изолятор, 10 - низковольтный изолятор, 11 - цилиндрический анод, 12 - диэлектрическая плазмообразующая мишень с изотопами водорода, 13 - полый катод в виде спирали с поверхностью сферической формы, 14 - вакуумная камера.The proposed device is illustrated by figure 1, which shows a specific example of its implementation and the arrangement of elements of a pulsed neutron generator, containing the following positions: 1 - a source of high voltage, 2 - switch, 3 - storage capacity, 4 - low voltage output of the transformer, 5 - transformer, 6 - high-voltage output of the transformer, 7 - high-voltage capacitance, 8 - arrester, 9 - high-voltage insulator, 10 - low-voltage insulator, 11 - cylindrical anode, 12 - dielectric plasma-forming target with tops hydrogen, 13 - a hollow cathode in a spiral shape with the spherical surface 14 - vacuum chamber.

Устройство работает следующим образом. Рабочий объем вакуумной камеры 14 откачивается до давлений не хуже 10-4 торр. Источник высоковольтного напряжения 1 заряжает накопительную емкость 3. Далее накопительная емкость 3 разряжается через коммутатор 2 и через низковольтный вывод 4 трансформатора 5 на заземленную вакуумную камеру. Через высоковольтный вывод 6 трансформатора 5 заряжается высоковольтная емкость 7. При достижении критического напряжения запасенная энергия высоковольтной емкости 7 через разрядник 8 и через высоковольтный изолятор 9 подается в виде импульса высокого напряжения на цилиндрический анод 11. Извлечение дейтронов из образующейся плазмы поверхностного разряда на внутренней поверхности плазмообразующей мишени 12 из диэлектрика с изотопами водорода и последующее ускорение ионов изотопов водорода осуществляется в радиальном направлении внутрь полого катода 13 в виде спирали с поверхностью сферической формы к его центру. Размещение диэлектрической плазмообразующей мишени с изотопами водорода 12 на внутренней поверхности цилиндрическом анода 11 решает проблему с развитием пробоя между анодом и полым катодом, поскольку ток в спирали полого катода и изолирующее электроны магнитное поле достигают максимума в момент срабатывания разрядника 8. Импульсное продольное изолирующее электроны магнитное поле величиной около 0,5 Тл осуществляют подавление тока автоэлектронной эмиссии и тока ионно-электронной эмиссии, возникающего в результате бомбардировки катода ускоренными дейтронами. Тем более, что импульсное магнитное создается и усиливается ограниченном пространстве между цилиндрическим анодом и полым катодом током вдоль его сферической спирали.The device operates as follows. The working volume of the vacuum chamber 14 is pumped out to pressures not worse than 10 -4 torr. The source of high voltage voltage 1 charges the storage tank 3. Next, the storage tank 3 is discharged through the switch 2 and through the low voltage terminal 4 of the transformer 5 to a grounded vacuum chamber. The high-voltage capacitance 7 is charged through the high-voltage terminal 6 of transformer 5. Upon reaching a critical voltage, the stored energy of the high-voltage capacitance 7 is supplied through a spark gap 8 and through a high-voltage insulator 9 to a cylindrical anode 11. Extraction of deuterons from the generated surface discharge plasma on the plasma-forming inner surface target 12 from a dielectric with hydrogen isotopes and the subsequent acceleration of hydrogen isotope ions is carried out in the radial direction s of the hollow cathode 13 in a spiral shape with the spherical surface towards the center. Placing a dielectric plasma-forming target with hydrogen isotopes 12 on the inner surface of the cylindrical anode 11 solves the problem of the development of breakdown between the anode and the hollow cathode, since the current in the spiral of the hollow cathode and the insulating electrons magnetic field reach their maximum at the instant of operation of the spark gap 8. Pulsed longitudinal insulating electrons magnetic field of about 0.5 T, they suppress the field emission current and the current of ion-electron emission resulting from the bombardment of the cathode accelerated deuterons. Moreover, a pulsed magnetic current is created and amplified by a limited space between the cylindrical anode and the hollow cathode current along its spherical spiral.

Нейтроны образуются внутри полого катода при встречном движении потоков дейтронов и/или дейтронов и тритонов, сфокусированных в центре сферической спирали.Neutrons are formed inside the hollow cathode during the oncoming movement of deuteron and / or deuteron and triton fluxes focused at the center of the spherical spiral.

Предлагаемое устройство позволяет существенно повысить ресурс его непрерывной работы по сравнению с известными нейтронными генераторами с твердотельными нейтронообразующими мишенями. Кроме того, предлагаемое устройство позволяет увеличить нейтронный выход устройства вследствие комбинированного применения механизмов инерциально-электростатического удержания ускоренных дейтронов и магнитной изоляции электронов в межэлектродном промежутке. Это особенно важно с точки зрения возможного применения ускорителя в качестве элемента портативных систем неразрушающего контроля, в том числе для элементного анализа горных пород в полевых условиях, нейтронного каротажа нефтяных и газовых скважин, а также работ досмотра и обнаружения опасных веществ.The proposed device can significantly increase the resource of its continuous operation in comparison with the known neutron generators with solid-state neutron-forming targets. In addition, the proposed device allows to increase the neutron yield of the device due to the combined use of the mechanisms of inertial-electrostatic confinement of accelerated deuterons and magnetic isolation of electrons in the interelectrode gap. This is especially important from the point of view of the possible use of the accelerator as an element of portable non-destructive testing systems, including for elemental analysis of rocks in the field, neutron logging of oil and gas wells, as well as search and detection of hazardous substances.

Источники информацииInformation sources

1. Вовченко Е.Д., Дулатов А.К., Исаев А.А., Козловский К.И., Лемешко Б.Д., Прокуратов И.А., Шиканов А.Е. Ионный диод для генерации нейтронов. Патент РФ на полезную модель №149963 от 14.07.2014 г.1. Vovchenko E.D., Dulatov A.K., Isaev A.A., Kozlovsky K.I., Lemeshko B.D., Prokuratov I.A., Shikanov A.E. Ion diode for neutron generation. RF patent for utility model No. 149963 dated July 14, 2014.

2. Шиканов А.Е., Вовченко Е.Д., Козловский К.И., Шатохин В.Л. Диод для ускорения нуклидов водорода с подавлением электронной проводимости внутренним кольцевым магнитом. Письма в Журнал технической физики, т.41, вып. 10, 2015, с. 104-110.2. Shikanov A.E., Vovchenko E.D., Kozlovsky K.I., Shatohin V.L. Diode for accelerating hydrogen nuclides with suppression of electronic conductivity by an internal ring magnet. Letters to the Journal of Technical Physics, vol. 41, no. 10, 2015, p. 104-110.

3. Шиканов А.Е., Вовченко Е.Д., Козловский К.И. Генерация нейтронов в плазменном диоде с изоляцией электронов полем постоянного магнита. Атомная энергия, т. 119, вып. 4, 2015, с. 210-215.3. Shikanov A.E., Vovchenko E.D., Kozlovsky K.I. Neutron generation in a plasma diode with electron isolation by a permanent magnet field. Atomic Energy, vol. 119, no. 4, 2015, p. 210-215.

4. Диденко А.Н., Шиканов А.Е., Козловский К.И., Шатохин В.Л., Пономарев Д.Д. Малогабаритные плазменные диоды с магнитной изоляцией для генерации нейтронов. Физика плазмы, т. 40, №11, 2014, с. 1025-1034.4. Didenko A.N., Shikanov A.E., Kozlovsky K.I., Shatokhin V.L., Ponomarev D.D. Small-sized plasma diodes with magnetic insulation for neutron generation. Plasma Physics, vol. 40, No. 11, 2014, p. 1025-1034.

5. Козловский К.И., Пономарев Д.Д., Рыжков В.И., Цыбин А.С., Шиканов А.Е. Экспериментальное исследование макета малогабаритного генератора нейтронов с импульсной магнитной изоляцией. Атомная энергия, т. 112, вып. 3, 2012, с. 182-184.5. Kozlovsky K.I., Ponomarev D.D., Ryzhkov V.I., Tsybin A.S., Shikanov A.E. An experimental study of the model of a small-sized neutron generator with pulsed magnetic insulation. Atomic Energy, vol. 112, no. 3, 2012, p. 182-184.

Claims (4)

Импульсный генератор нейтронов, включающий трансформатор с низковольтным и высоковольтным выводами, разрядник и вакуумную камеру с высоковольтным и низковольтным изоляторами, охватывающую цилиндрический анод с плазмообразующей мишенью с изотопами водорода, и соосно-расположенный внутри анода полый катод, отличающийся тем, что полый катод выполнен в виде спирали с поверхностью сферической формы радиуса rk, один конец которой подключен через низковольтный изолятор к низковольтному выводу трансформатора, а другой конец спирали подсоединен к вакуумной камере, при этом плазмообразующая мишень с радиусом rМ выполнена из диэлектрика и расположена на внутренней поверхности цилиндрического анода радиуса r a и с длиной
Figure 00000005
, равной длине цилиндрического анода, который подключен через высоковольтный изолятор вакуумной камеры и разрядник к высоковольтному выводу трансформатора, кроме этого размеры полого катода, цилиндрического анода и плазмообразующей мишени удовлетворяют следующим соотношениям:A pulsed neutron generator, including a transformer with low-voltage and high-voltage leads, a spark gap and a vacuum chamber with high-voltage and low-voltage insulators, covering a cylindrical anode with a plasma-forming target with hydrogen isotopes, and a hollow cathode coaxially located inside the anode, characterized in that the hollow cathode is made in the form spiral shape with the spherical surface of radius r k, one end of which is connected via the low-voltage bushing to the transformer low voltage terminal and the other end of the coil of the subfamily Inonii to the vacuum chamber, the plasma forming target with a radius r M is made of dielectric and is disposed on the inner surface of the cylindrical anode of radius r a and the length
Figure 00000005
equal to the length of the cylindrical anode, which is connected through the high-voltage insulator of the vacuum chamber and the arrester to the high-voltage output of the transformer, in addition, the dimensions of the hollow cathode, cylindrical anode and plasma forming target satisfy the following relationships:
Figure 00000006
Figure 00000006
 1,3rk≤rM≤1,5rk 1,3r k ≤r M ≤1,5r k 1,1rМ≤r a ≤1,3rМ 1,1r M ≤r a ≤1,3r M
RU2018136430U 2018-10-16 2018-10-16 PULSE NEUTRON GENERATOR RU187270U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018136430U RU187270U1 (en) 2018-10-16 2018-10-16 PULSE NEUTRON GENERATOR

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018136430U RU187270U1 (en) 2018-10-16 2018-10-16 PULSE NEUTRON GENERATOR

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU187270U1 true RU187270U1 (en) 2019-02-28

Family

ID=65678781

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018136430U RU187270U1 (en) 2018-10-16 2018-10-16 PULSE NEUTRON GENERATOR

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU187270U1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU192809U1 (en) * 2019-06-06 2019-10-02 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ" (НИЯУ МИФИ) NANOSECOND FAST NEUTRON GENERATOR
RU200931U1 (en) * 2020-07-02 2020-11-19 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ" (НИЯУ МИФИ) IONIC DIODE WITH MAGNETIC INSULATION OF ELECTRONS

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009036410A1 (en) * 2007-09-14 2009-03-19 Services Petroliers Schlumberger Particle acceleration devices and methods thereof
RU149963U1 (en) * 2014-07-14 2015-01-27 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ" (НИЯУ МИФИ) ION TRIODE FOR NEUTRON GENERATION
RU161783U1 (en) * 2015-11-17 2016-05-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ" (НИЯУ МИФИ) PULSE NEUTRON GENERATOR

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009036410A1 (en) * 2007-09-14 2009-03-19 Services Petroliers Schlumberger Particle acceleration devices and methods thereof
RU149963U1 (en) * 2014-07-14 2015-01-27 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ" (НИЯУ МИФИ) ION TRIODE FOR NEUTRON GENERATION
RU161783U1 (en) * 2015-11-17 2016-05-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ" (НИЯУ МИФИ) PULSE NEUTRON GENERATOR

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU192809U1 (en) * 2019-06-06 2019-10-02 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ" (НИЯУ МИФИ) NANOSECOND FAST NEUTRON GENERATOR
RU200931U1 (en) * 2020-07-02 2020-11-19 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ" (НИЯУ МИФИ) IONIC DIODE WITH MAGNETIC INSULATION OF ELECTRONS

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Bloess et al. The triggered pseudo-spark chamber as a fast switch and as a high-intensity beam source
Schmidt et al. Fully kinetic simulations of dense plasma focus Z-pinch devices
RU187270U1 (en) PULSE NEUTRON GENERATOR
RU2316835C1 (en) Neutron vacuum tube
US5675606A (en) Solenoid and monocusp ion source
RU149963U1 (en) ION TRIODE FOR NEUTRON GENERATION
Goncharov et al. Manipulating large-area, heavy metal ion beams with a high-current electrostatic plasma lens
JP2004132718A (en) Inertial electrostatic confinement nuclear fusion system
Kandaurov et al. Submillisecond electron beam for plasma heating in multi-mirror trap GOL-3
RU132240U1 (en) PULSE NEUTRON GENERATOR
JP2003270400A (en) Pig type negative ion source for neutron generation tube
US11758638B2 (en) Apparatus for producing a filamented auxiliary discharge for an apparatus for producing x-radiation and particle radiation and also for a fusion reactor with the apparatus for producing x-radiation and particle radiation and method for producing x-radiation and particle radiation
RU2297117C1 (en) Device for producing impulse roentgen and neutron radiation
US3873930A (en) Magnetically insulated capacitor, process for electrostatic energy storage and its applications
Masuda et al. Numerical study of ion recirculation in an improved spherical inertial electrostatic confinement fusion scheme by use of a multistage high voltage feedthrough
Kozlovskij et al. Magnetic discharge accelerating diode for the gas-filled pulsed neutron generators based on inertial confinement of ions
Pushkarev et al. Stabilization of ion beam generation in a diode with self-magnetic insulation in double-pulse mode
RU160364U1 (en) ION MAGNETIC DIODE FOR NEUTRON GENERATION
RU2582588C2 (en) Tandem accelerator with vacuum insulation
SU766048A1 (en) Pulsed neutron tube
RU192808U1 (en) PULSE NEUTRON GENERATOR
RU184106U1 (en) PULSE NEUTRON GENERATOR
RU209633U1 (en) Vacuum neutron tube
RU2813664C1 (en) Pulsed neutron generator
Kozlovsky et al. Study of the Insulating Magnetic Field in an Accelerating Ion Diode