RU2720214C1 - Vacuum x-ray diode for recording soft x-rays - Google Patents
Vacuum x-ray diode for recording soft x-rays Download PDFInfo
- Publication number
- RU2720214C1 RU2720214C1 RU2019130338A RU2019130338A RU2720214C1 RU 2720214 C1 RU2720214 C1 RU 2720214C1 RU 2019130338 A RU2019130338 A RU 2019130338A RU 2019130338 A RU2019130338 A RU 2019130338A RU 2720214 C1 RU2720214 C1 RU 2720214C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- photocathode
- insulator
- housing
- protrusion
- vacuum
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
- G01T1/02—Dosimeters
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для регистрации мягкого рентгеновского излучения (МРИ) в лабораторных и полигонных экспериментах.The present invention relates to the field of measurement technology and can be used to register soft x-ray radiation (MRI) in laboratory and polygon experiments.
Известен вакуумный рентгеновский диод (ВРД) для регистрации МРИ (Diagnosing x-ray power and energy of tungsten wire array z-pinch with a flat spectral response x-ray diode // Kun-lun Wang, Xiao-dong Ren, Xian-bin Huang et al, REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS 86, 113508, 2015), применяемый на лабораторной установке PTS. Известный ВРД содержит расположенный в вакууме золотой фотокатод и пленочный фильтр рентгеновского излучения, анодную сетку из никеля. Перед межэлектродным зазором, составляющем 1,2 мм, установлена матрица из тантала толщиной 130 мкм с отверстиями, диаметр которых составляет 50 мкм при межосевом расстоянии 200 мкм. Фильтр изготовлен из золота толщиной 400 нм. Для выравнивания спектральной чувствительности ВРД по всей поверхности фильтра выполнены углубления диаметром 5 мкм на 350 нм с шагом 11 мкм.Known vacuum x-ray diode (WFD) for recording MRI (Diagnosing x-ray power and energy of tungsten wire array z-pinch with a flat spectral response x-ray diode // Kun-lun Wang, Xiao-dong Ren, Xian-bin Huang et al, REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS 86, 113508, 2015) used in a PTS laboratory unit. The known WFD contains a gold photocathode located in a vacuum and a film x-ray filter, an anode grid of nickel. In front of the interelectrode gap of 1.2 mm, a tantalum matrix was installed with a thickness of 130 μm with holes 50 mm in diameter with an interaxial distance of 200 μm. The filter is made of gold with a thickness of 400 nm. To align the spectral sensitivity of the WFD over the entire surface of the filter, recesses with a diameter of 5 μm at 350 nm were made in increments of 11 μm.
Известный ВРД дорог и технологически сложен в изготовлении. Его надежность не подтверждена эксплуатацией в сложных климатических условиях полигонных экспериментов. "Конструкция ВРД в работе не представлена.Known WFD is expensive and technologically difficult to manufacture. Its reliability is not confirmed by operation in difficult climatic conditions of landfill experiments. "The design of the WFD is not presented.
Известен ВРД для регистрации импульсного МРИ, конструкция которого представлена в работе (Filtered x-ray diode diagnostics fielded on the Z accelerator for source power measurements // G. A. Chandler, C. Deeney, M. Cuneo et al, REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS, V. 70, N. 1, 1999, p. 561-565). Данный ВРД используется для измерения амплитудно-временных параметров импульсов МРИ на лабораторной установке Z. ВРД включает металлический корпус, представляющий собой внешнюю часть кабельного N-коннектора с выступом на внутренней поверхности; соосно установленный внутри корпуса при помощи осесимметричного тефлоиового изолятора фотокатод из стеклографита толщиной 2 мм; анодную сетку из никеля толщиной 5 мкм, расположенную параллельно фотокатоду с обеспечением межэлектродного зазора и контактирующую с корпусом; тефлоновое кольцо, которым фиксируется величина межэлектродного зазора, составляющая от 0,25 до 0,5 мм; а также металлическое кольцо, выполняющее функцию диафрагмы и защищающее тефлоновое кольцо от рентгеновского излучения; центральный проводник, соединенный с фотокатодом при помощи клеевого соединения, и прижим для фиксации элементов конструкции.Known WFD for recording pulsed MRI, the design of which is presented in (Filtered x-ray diode diagnostics fielded on the Z accelerator for source power measurements // GA Chandler, C. Deeney, M. Cuneo et al, REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS, V. 70, N. 1, 1999, p. 561-565). This WFD is used to measure the amplitude-time parameters of MRI pulses in a laboratory setup Z. The WFD includes a metal casing, which is the outer part of the cable N-connector with a protrusion on the inner surface; a photocathode made of glass-
Известный ВРД дорог и технологически сложен в изготовлении. Надежность ВРД не подтверждена эксплуатацией в условиях полигонных экспериментов.Known WFD is expensive and technologically difficult to manufacture. Reliability of the WFD is not confirmed by operation in the conditions of field experiments.
В представленной конструкции присутствуют следующие недостатки. Применяются материалы с высоким температурным коэффициентом расширения, например, тефлон и стеклографит, что может снижать надежность работы ВРД при изменении температуры окружающей среды в широком диапазоне. Клеевое соединение фотокатода с центральным проводником может ухудшать надежность электрического контакта и симметричность распределения напряженности электрического поля в межэлектродном зазоре. Замыкание межэлектродного зазора поверхностью тефлонового кольца при облучении потоком МРИ может приводить к искажению сигнала по причине развития пробоя вдоль поверхности диэлектрика. Проблема с пробоем частично решается использованием диафрагмы, закрывающей тефлоновое кольцо от рентгеновского излучения. Но диафрагма перекрывает часть рабочей поверхности фотокатода, и при этом ухудшается точность измерений, снижается чувствительность ВРД. Слабые контактные группы между анодной сеткой и корпусом, между фотокатодом и центральным проводником в известном ВРД могут ухудшать работу устройства в условиях вибраций и ударных нагрузок, оказываемых на ВРД вакуумными насосами и другим оборудованием полигона.The presented design has the following disadvantages. Materials with a high temperature coefficient of expansion are used, for example, Teflon and glass graphite, which can reduce the reliability of the WFD when the ambient temperature changes over a wide range. Adhesive bonding of the photocathode to the central conductor can impair the reliability of the electrical contact and the symmetry of the distribution of the electric field strength in the interelectrode gap. The closure of the interelectrode gap by the surface of a Teflon ring upon irradiation with an MRI flux can lead to signal distortion due to the development of breakdown along the surface of the dielectric. The problem with breakdown is partially solved by using a diaphragm that closes the Teflon ring from x-ray radiation. But the diaphragm covers part of the working surface of the photocathode, and at the same time, the accuracy of measurements deteriorates, and the sensitivity of the WFD decreases. Weak contact groups between the anode grid and the housing, between the photocathode and the central conductor in the known WFD can degrade the device under vibration and shock loads exerted on the WFD by vacuum pumps and other equipment of the landfill.
Совокупность признаков, наиболее близкая к совокупности существенных признаков изобретения, присуща известному ВРД для регистрации МРИ, конструкция которого представлена в работе (Soft x-ray diagnostics for pulsed power machines // G.C. Idzorek et al 10th IEEE Pulsed Power Conference, Albuquerque, NM July 10-13, 1995). Данный ВРД применялся для диагностики импульсов МРИ во взрывных экспериментах Procyon, MAGO и в экспериментах на лабораторной установке Pegasus. Конструкция ВРД по прототипу включает: металлический корпус с выступом на внутренней поверхности; соосно установленные внутри корпуса с обеспечением межэлектродного зазора фотокатод и анодную сетку; металлическое кольцо; центральный проводник, имеющий электрический контакт с фотокатодом; изолятор между фотокатодом и корпусом и прижим для фиксации элементов конструкции. Корпус при помощи резьбового соединения закреплен на герметичном TNC-коннекторе. В качестве прижима используется пружинная шайба и быстросъемное стопорное кольцо. При сравнительно низкой стоимости изготовления конструкция ВРД обеспечивает возможность оперативной замены и ремонта элементов ВРД, например, фильтров МРИ, разделенных шайбами.The set of features that is closest to the set of essential features of the invention is inherent in the well-known WFD for recording MRI, the design of which is presented in (Soft x-ray diagnostics for pulsed power machines // GC Idzorek et al 10 th IEEE Pulsed Power Conference, Albuquerque, NM July 10-13, 1995). This WFD was used to diagnose MRI pulses in the explosive experiments Procyon, MAGO and in experiments at the Pegasus laboratory facility. The design of the WFD according to the prototype includes: a metal body with a protrusion on the inner surface; coaxially mounted inside the housing with the provision of the interelectrode gap of the photocathode and the anode grid; metal ring; a central conductor having electrical contact with the photocathode; an insulator between the photocathode and the housing and a clamp for fixing structural elements. The housing is screwed onto a sealed TNC connector. As a clip, a spring washer and a quick-detachable snap ring are used. At a relatively low manufacturing cost, the WFD design provides the ability to quickly replace and repair WFD elements, such as MRI filters, separated by washers.
Основным недостатком конструкции ВРД по прототипу является то, что величина межэлектродного зазора обеспечивается расположенным между электродами выступом изолятора. Поверхность выступа изолятора замыкает межэлектродный зазор по кратчайшему расстоянию. И, в отличие от аналога, в конструкции по прототипу нет диафрагмы, защищающей изолятор от рентгеновского излучения и предупреждающей пробой межэлектродного зазора вдоль поверхности выступа изолятора. Кроме того, недостатком прототипа является то, что его элементы изготовлены из материалов с высоким температурным коэффициентом расширения, например, изолятор изготовлен из тефлона, а фотокатод изготовлен из алюминиевого сплава. Анализ температурных деформаций свидетельствует об ограничении рабочего диапазона температур ВРД. Кроме того, слабые контактные группы между корпусом и анодной сеткой, а также между фотокатодом и центральным проводником, не обеспечивают высокой стойкости устройства к воздействию ударов и вибрации. Возможен дребезг контактов при использовании нескольких шайб в качестве держателей фильтров МРИ и стопорного кольца в качестве прижима. Кольцо поджимает анодную сетку к выступу изолятора через несколько шайб с фильтрами МРИ, что приводит к отсутствию хорошего контакта с корпусом по всему контуру экранировки и ухудшает защиту ВРД от электромагнитных помех. Еще одним недостатком конструкции по прототипу является жесткая привязка ВРД к вакуумной системе. Сложность замены ВРД может привести к потере измерительного канала. Кроме того, расположение герметичной прокладки на TNC-коннекторе не является оптимальным. Атмосферное давление выдавливает прокладку, создавая дополнительную нагрузку на резьбовое соединение коннектора. При этом. снижается качество вакуумного соединения, может понижаться точность юстировки ВРД.The main disadvantage of the design of the WFD of the prototype is that the magnitude of the interelectrode gap is provided by the protrusion of the insulator located between the electrodes. The surface of the protrusion of the insulator closes the interelectrode gap for the shortest distance. And, unlike the analogue, in the prototype design there is no diaphragm protecting the insulator from x-ray radiation and preventing breakdown of the electrode gap along the surface of the insulator protrusion. In addition, the disadvantage of the prototype is that its elements are made of materials with a high temperature coefficient of expansion, for example, the insulator is made of Teflon, and the photocathode is made of aluminum alloy. Analysis of temperature deformations indicates a limitation of the operating temperature range of the WFD. In addition, weak contact groups between the housing and the anode grid, as well as between the photocathode and the central conductor, do not provide high resistance of the device to the effects of shock and vibration. Contact bounce is possible when using several washers as MRI filter holders and a retaining ring as a clamp. The ring presses the anode grid to the protrusion of the insulator through several washers with MRI filters, which leads to a lack of good contact with the housing along the entire shielding circuit and impairs the protection of the WFD from electromagnetic interference. Another disadvantage of the design of the prototype is the tight binding of the WFD to the vacuum system. The difficulty of replacing the WFD can lead to the loss of the measuring channel. In addition, the location of the sealed gasket on the TNC connector is not optimal. Atmospheric pressure squeezes the gasket, creating an additional load on the threaded connection of the connector. Wherein. the quality of the vacuum connection is reduced, the accuracy of the adjustment of the WFD may decrease.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание вакуумного рентгеновского диода для регистрации мягкого рентгеновского излучения с улучшенными эксплуатационными характеристиками.The problem to which the invention is directed, is the creation of a vacuum x-ray diode for recording soft x-ray radiation with improved performance.
Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение надежности работы ВРД, а также повышение технологичности обслуживания ВРД в условиях проведения взрывных и лабораторных экспериментов.The technical result of the claimed invention is to increase the reliability of the WFD, as well as to increase the manufacturability of the WFD service in conditions of explosive and laboratory experiments.
Технический результат достигается тем, что в вакуумном рентгеновском диоде для регистрации мягкого рентгеновского излучения, включающем металлический корпус с выступом на внутренней поверхности, соосно установленные внутри корпуса с обеспечением межэлектродного зазора фотокатод и анодную сетку, изолятор между фотокатодом и корпусом, металлическое кольцо, обеспечивающее контакт между корпусом и анодной сеткой, центральный проводник, соединенный с фотокатодом, и прижим, закрепленный на корпусе и фиксирующий элементы конструкции, новым является то, что центральный проводник соединен с фотокатодом с помощью резьбового соединения, изолятор зажат между выступами, выполненными на фотокатоде и на центральном проводнике, кольцо разделено на шайбу и втулку, между которыми зажата анодная сетка, причем шайба выполнена из металла с твердостью, меньшей твердости металла втулки, кроме того на внешней поверхности изолятора находится выступ, в который упирается втулка, выступ изолятора упирается в выступ на внутренней поверхности корпуса, на торцевой поверхности изолятора со стороны фотокатода выполнена проточка, прижим фиксирует элементы конструкции с помощью резьбового соединения, зажатого контрвинтами.The technical result is achieved by the fact that in a vacuum x-ray diode for detecting soft x-ray radiation, including a metal casing with a protrusion on the inner surface, a photocathode and an anode grid coaxially mounted inside the casing with an interelectrode gap, an insulator between the cathode and the casing, a metal ring providing contact between housing and anode grid, a central conductor connected to the photocathode, and a clip mounted on the housing and fixing the structural elements is new m is that the central conductor is connected to the photocathode using a threaded connection, the insulator is sandwiched between the protrusions made on the photocathode and the central conductor, the ring is divided into a washer and a sleeve, between which the anode grid is clamped, and the washer is made of metal with a hardness less than the hardness of the metal of the sleeve, in addition, on the outer surface of the insulator there is a protrusion in which the sleeve abuts, the protrusion of the insulator abuts on a protrusion on the inner surface of the housing, on the end surface of the insulator The grooves of the photocathode are grooved, the clamp fixes the structural elements with the help of a threaded connection clamped by counter-screws.
Внешняя поверхность выступа на фотокатоде и внутренняя поверхность втулки полностью или частично выполнены конусными для обеспечения защиты изолятора от рентгеновского излучения.The outer surface of the protrusion on the photocathode and the inner surface of the sleeve are fully or partially conical to protect the insulator from x-ray radiation.
Фотокатод, центральный проводник, изолятор и втулка выполнены из материалов с низким температурным коэффициентом расширения.The photocathode, center conductor, insulator and sleeve are made of materials with a low temperature coefficient of expansion.
В полигонных условиях ВРД могут долгое время находиться под действием солнечных лучей, а также могут контактировать с жидким азотом. Применение материалов с низким температурным коэффициентом расширения позволяет увеличить рабочий диапазон температур ВРД, что повышает надежность работы ВРД.In polygon conditions, the WFD can be exposed to sunlight for a long time, and can also come into contact with liquid nitrogen. The use of materials with a low temperature coefficient of expansion allows you to increase the operating temperature range of the WFD, which increases the reliability of the WFD.
Требование к высокой надежности работы ВРД обусловлено как частым возникновением внештатных ситуаций, так и проявлением факторов штатного функционирования полигона: работой насосов, звуковыми волнами от взрывных работ или проверочных разрядов и так далее. Применение вибростойкой и ударозащищенной конструкции ВРД с резьбовыми соединениями основных контактных групп обеспечивает повышение надежности работы ВРД в условиях полигона. Резьбовое соединение прижима с корпусом дополнено контрвинтами, препятствующими самопроизвольному отворачиванию данного соединения. Центральный проводник соединен с фотокатодом с помощью надежного резьбового соединения. Изолятор зажат между выступами, выполненными на фотокатоде и на центральном проводнике. Кольцо разделено на шайбу и втулку, между которыми зажата анодная сетка, где шайба изготовлена из пластичного металла, твердость которого меньше твердости металла втулки, для улучшения контакта анодной сетки с корпусом, а втулка изготовлена из твердого металла для фиксации межэлектродного зазора.The requirement for high reliability of the WFD is due to both the frequent occurrence of emergency situations and the manifestation of the factors of the regular functioning of the landfill: the operation of pumps, sound waves from blasting or test discharges, and so on. The use of the vibration-resistant and shock-resistant design of the WFD with threaded joints of the main contact groups provides increased reliability of the WFD in the conditions of the landfill. The threaded connection of the clip to the body is supplemented with counter-screws that prevent spontaneous unscrewing of this connection. The central conductor is connected to the photocathode using a reliable threaded connection. The insulator is sandwiched between the protrusions made on the photocathode and on the center conductor. The ring is divided into a washer and a sleeve, between which an anode grid is clamped, where the washer is made of ductile metal, the hardness of which is less than the hardness of the sleeve metal, to improve the contact of the anode grid with the housing, and the sleeve is made of hard metal to fix the electrode gap.
Кроме того, надежность работы ВРД повышается за счет того, что на внешней поверхности изолятора находится выступ, упирающийся в выступ на внутренней поверхности корпуса, и в который с другой стороны упирается втулка. Это обеспечивает точную соосность электродов ВРД и улучшает распределение напряженности электрического поля в межэлектродном зазоре. Данное усовершенствование конструкции позволяет применять ВРД в полигонных и лабораторных экспериментах, где нужна повышенная точность измерений.In addition, the reliability of the WFD is increased due to the fact that on the outer surface of the insulator there is a protrusion abutting against the protrusion on the inner surface of the housing, and on which the sleeve abuts on the other hand. This ensures accurate alignment of the WFD electrodes and improves the distribution of the electric field strength in the interelectrode gap. This design improvement allows the use of WFD in polygon and laboratory experiments where increased measurement accuracy is needed.
Межэлектродный зазор в ВРД по прототипу может пробиваться по кратчайшему расстоянию вследствие того, что облучаемая поверхность выступа изолятора находится под напряжением и ничем не защищена от прямого воздействия рентгеновского излучения. В заявляемой конструкции ВРД изолятор частично или полностью экранируется выступом фотокатода, и, при этом, не уменьшается площадь рабочей поверхности фотокатода, и не снижаются точность измерения и чувствительность ВРД. Чем больше ширина выступа и больше длина металлической втулки, тем лучше защищен изолятор и надежнее работает ВРД. Эффект экранировки может быть дополнительно усилен применением конусных поверхностей втулки и выступа фотокатода. Увеличенная поверхность изолятора, за счет проточки, выполненной на торце изолятора со стороны фотокатода, способствует повышению электропрочности изолятора и, как следствие, тоже увеличивает надежность работы ВРД.The interelectrode gap in the WFD of the prototype can break through the shortest distance due to the fact that the irradiated surface of the protrusion of the insulator is energized and is not protected from direct exposure to x-ray radiation. In the inventive design of the WFD, the insulator is partially or completely shielded by the protrusion of the photocathode, and at the same time, the working surface area of the photocathode does not decrease, and the measurement accuracy and sensitivity of the WFD do not decrease. The larger the width of the protrusion and the greater the length of the metal sleeve, the better the insulator is protected and the WFD works more reliably. The screening effect can be further enhanced by the use of the conical surfaces of the sleeve and the protrusion of the photocathode. The increased surface of the insulator, due to the groove made on the end of the insulator from the side of the photocathode, increases the electrical strength of the insulator and, as a result, also increases the reliability of the WFD.
Повышение технологичности обслуживания ВРД обеспечивается за счет использования конструкции, независимой от элементов вакуумной системы. При замене ВРД не ухудшается состояние контактных групп и сохраняется герметичность вакуумного ввода. Становится возможным расположение вакуумного ввода на фланце таким образом, чтобы атмосферное давление прижимало вакуумную прокладку к фланцу, разгружая резьбовое соединение.Improving the serviceability of the WFD is ensured by using a design that is independent of the elements of the vacuum system. When replacing the WFD, the condition of the contact groups does not deteriorate and the vacuum input remains leakproof. It becomes possible to position the vacuum inlet on the flange so that atmospheric pressure presses the vacuum gasket against the flange, relieving the threaded connection.
На Фиг. 1 приведена конструкция ВРД, где: 1 - корпус, 2 - фотокатод, 3 - сеточный анод, 4 - изолятор, 5 - выступ на корпусе, 6 - шайба, 7 - втулка, 8 - центральный проводник, 9 - прижим, 10 - выступ на фотокатоде, 11 - выступ на центральном проводнике, 12 - выступ на изоляторе, 13 - проточка на изоляторе, 14 - фильтр МРИ, 15 - контрвинт, 16 - блок оправок с фильтром МРИ.In FIG. 1 shows the design of the WFD, where: 1 - housing, 2 - photocathode, 3 - grid anode, 4 - insulator, 5 - protrusion on the housing, 6 - washer, 7 - sleeve, 8 - center conductor, 9 - clamp, 10 - protrusion on the photocathode, 11 — protrusion on the central conductor, 12 — protrusion on the insulator, 13 — groove on the insulator, 14 — MRI filter, 15 — counter-screw, 16 — mandrel block with the MRI filter.
На Фиг. 2 представлена фотография ВРД, где: 1 - корпус, 9 - прижим, 15 - контрвинты, 16 - блок оправок с фильтром МРИ, 17 - винты для фиксации блока оправок.In FIG. Figure 2 shows a photograph of the WFD, where: 1 - the housing, 9 - the clamp, 15 - the counter-screws, 16 - the mandrel block with an MRI filter, 17 - screws for fixing the mandrel block.
На Фиг. 3 представлена конструкция ВРД с конусными элементами, защищающими изолятор, где: 18 - внутренняя поверхность втулки, 19 - внешняя поверхность выступа на фотокатоде.In FIG. 3 shows the design of the WFD with conical elements protecting the insulator, where: 18 is the inner surface of the sleeve, 19 is the outer surface of the protrusion on the photocathode.
На Фиг. 4 представлена характерная зависимость мощности импульса МРИ от времени, полученная при помощи заявляемого ВРД во взрывном эксперименте.In FIG. 4 presents the characteristic time dependence of the MRI pulse power obtained using the inventive WFD in an explosive experiment.
Заявляемый ВРД содержит металлический корпус 1 с выступом на внутренней поверхности 5, соосно установленные внутри корпуса с обеспечением межэлектродного зазора фотокатод 2 и анодную сетку 3, изолятор 4 между фотокатодом 2 и корпусом 1. Металлическое кольцо разделено на шайбу 6 и втулку 7, между которыми зажата анодная сетка 3, причем шайба 6 выполнена из металла с твердостью, меньшей твердости металла втулки 7. Металлическое кольцо обеспечивает контакт между корпусом 1 и анодной сеткой 3. Центральный проводник 8 соединен с фотокатодом 2 с помощью резьбового соединения. Изолятор 4 зажат между выступом 10 фотокатода и выступом 11, выполненным на центральном проводнике. На внешней поверхности изолятора 4 находится выступ 12, в который упирается втулка 7. Выступ 12 изолятора упирается в выступ 5 на внутренней поверхности корпуса. На торцевой поверхности изолятора со стороны фотокатода выполнена проточка 13. Прижим 9 закреплен на корпусе 1 и фиксирует элементы конструкции с помощью резьбового соединения, зажатого контрвинтами 15. Блок оправок 16 с фильтром МРИ 14 зафиксирован на прижиме 9 с помощью винтов 17.The inventive WFD contains a
Применяемый в заявляемой конструкции ВРД метод регистрации мощности МРИ основан на измерении тока в межэлектродном зазоре ВРД. При работе устройства регистрируемый сигнал МРИ ослабляется расстоянием и через фильтр 14 и анодную сетку 3 попадает на фотокатод 2. При воздействии МРИ с поверхностного слоя фотокатода 2 в результате фотоэффекта возникает эмиссия фото- и 5-электронов, которые под действием электрического поля поступают на анодную сетку 3 и образуют на выходе ВРД сигнал тока. Основную опасность для работы ВРД представляет облучение МРИ поверхности изолятора. В зависимости от расстояния и формы источника МРИ поверхность изолятора может облучаться в разной степени, вплоть до развития скользящего разряда. Аксиальный размер выступа 10 на фотокатоде 2 и втулки 7 достаточен для защиты от большей части падающего на изолятор излучения. При этом возможно изготовление выступа и втулки с конусными поверхностями 18 и 19 таким образом, что прямое излучение не попадает на изолятор 4. Облучаемая поверхность втулки 7 препятствует развитию пробоя, поскольку находится под положительным потенциалом. Кратчайшее расстояние между электродами вдоль поверхности изолятора увеличено при помощи проточки 13, что также предупреждает развитие пробоя. Втулка 7 упирается в выступ 12 при помощи посадки, практически исключающей несоосность электродной системы и улучшающей симметричность и однородность распределения напряженности электрического поля между электродами.The MRI power registration method used in the claimed design of the WFD is based on measuring the current in the interelectrode gap of the WFD. When the device is operating, the recorded MRI signal is attenuated by the distance and gets to the
Надежность конструкции и технологичность сборки и обслуживания заявляемого ВРД обеспечиваются отсутствием клеевых соединений. Например, отсутствие паров клея способствует улучшению чистоты вакуумной среды в межэлектродном зазоре ВРД. Центральный проводник 8 и фотокатод 2 соединены друг с другом с помощью более технологичного резьбового соединения, проводимость которого больше и стабильнее в разных режимах эксплуатации.The reliability of the design and the manufacturability of the assembly and maintenance of the inventive WFD are ensured by the absence of adhesive joints. For example, the absence of adhesive vapor improves the purity of the vacuum medium in the interelectrode gap of the WFD. The
В качестве примера изобретения на Фиг. 1 представлена конструкция разработанного и изготовленного устройства, прошедшего испытания во взрывных экспериментах. В представленном ВРД использован двухслойный оптически плотный поглощающий МРИ фильтр 14, изготовленный из нескольких слоев меди суммарной толщиной 1 мкм. Фотокатод 2 012 мм изготовлен из молибдена. Сеточный анод 3 изготовлен из никеля. Величина межэлектродного зазора составляет 1 мм. Геометрическая прозрачность сеточного анода 3 составляет 50% при толщине 50 мкм. Изолятор изготовлен из капролона с низким температурным коэффициентом расширения. В качестве корпуса использована часть кабельного разъема СР75-154ФВ. Шайба 6 изготовлена из отожженной меди толщиной 0,6 мм. Центральный проводник 8 и втулка 7 изготовлены из молибдена. Прижим 9 выполнен из латуни. Длина ВРД составляет 42 мм, внешний диаметр 26 мм.As an example of the invention in FIG. 1 shows the design of a developed and manufactured device that has been tested in explosive experiments. In the presented WFD, a two-layer optically dense absorbing
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019130338A RU2720214C1 (en) | 2019-09-24 | 2019-09-24 | Vacuum x-ray diode for recording soft x-rays |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019130338A RU2720214C1 (en) | 2019-09-24 | 2019-09-24 | Vacuum x-ray diode for recording soft x-rays |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2720214C1 true RU2720214C1 (en) | 2020-04-28 |
Family
ID=70552979
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019130338A RU2720214C1 (en) | 2019-09-24 | 2019-09-24 | Vacuum x-ray diode for recording soft x-rays |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2720214C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IL109143A (en) * | 1993-04-05 | 1999-03-12 | Cardiac Mariners Inc | X-ray detector for a low dosage scanning beam digital x-ray imaging system |
| RU2155413C2 (en) * | 1994-01-21 | 2000-08-27 | Фотоэлектрон Корпорейшн | X-ray source with formed radiation image |
| WO2006104956A2 (en) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Massachusetts Institute Of Technology | Compact, high-flux, short-pulse x-ray source |
| RU2308781C2 (en) * | 2005-11-18 | 2007-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью "СПАРК" | X-ray tube |
| RU2643219C1 (en) * | 2017-04-13 | 2018-01-31 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Scintillation detector for registration of pulse soft x-ray radiation |
-
2019
- 2019-09-24 RU RU2019130338A patent/RU2720214C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IL109143A (en) * | 1993-04-05 | 1999-03-12 | Cardiac Mariners Inc | X-ray detector for a low dosage scanning beam digital x-ray imaging system |
| RU2155413C2 (en) * | 1994-01-21 | 2000-08-27 | Фотоэлектрон Корпорейшн | X-ray source with formed radiation image |
| WO2006104956A2 (en) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Massachusetts Institute Of Technology | Compact, high-flux, short-pulse x-ray source |
| RU2308781C2 (en) * | 2005-11-18 | 2007-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью "СПАРК" | X-ray tube |
| RU2643219C1 (en) * | 2017-04-13 | 2018-01-31 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Scintillation detector for registration of pulse soft x-ray radiation |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| IDZOREK G.C, Soft x-ray diagnostics for pulsed power machines, 10th IEEE Pulsed Power Conference, Albuquerque, NM July 10-13, 1995. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7564043B2 (en) | MCP unit, MCP detector and time of flight mass spectrometer | |
| US2596080A (en) | Ionization chamber | |
| EP0079181A1 (en) | Vacuum monitor for vacuum interrupter and use of the vacuum monitor | |
| US20160086761A1 (en) | X-ray generating tube, x-ray generating apparatus and x-ray imaging system using the same | |
| US4357536A (en) | Apparatus and method for monitoring the intensities of charged particle beams | |
| JP2017037782A (en) | Charged particle detector and control method for the same | |
| RU2720214C1 (en) | Vacuum x-ray diode for recording soft x-rays | |
| US10634644B2 (en) | Discharge ionization detector | |
| US2814730A (en) | Secondary emission monitor | |
| US2769911A (en) | Mass spectrometer for analysing substances or indicating a small amount of a determined substance | |
| US2208406A (en) | Cathode ray tube | |
| US3105899A (en) | Electric mass filter | |
| US2736816A (en) | Ionization chamber | |
| US2657315A (en) | High-energy radiation counter | |
| US7858949B2 (en) | Multi-anode ionization chamber | |
| WO2014119227A1 (en) | Radiation generating apparatus and radiation imaging system | |
| US2750560A (en) | Electron discharge tube | |
| US3272984A (en) | Electron multiplier for measuring the flow of positively charged particles | |
| RU2522772C1 (en) | Diamond detector | |
| RU2297073C1 (en) | Gas-filled ionization chamber | |
| JPH03135787A (en) | X-ray detector | |
| US3609434A (en) | High-temperature proportional counter and insulator construction therefor | |
| CN213482465U (en) | Non-bias Faraday cylinder device used in atmospheric environment | |
| CN111103618B (en) | Ionization chamber working under high temperature condition | |
| US3622787A (en) | Device for making visible and/or registering {65 -quanta densities or two-dimensional {62 -particle density distributions |