RU2777013C1 - Gas-filled neutron tube - Google Patents
Gas-filled neutron tube Download PDFInfo
- Publication number
- RU2777013C1 RU2777013C1 RU2021136666A RU2021136666A RU2777013C1 RU 2777013 C1 RU2777013 C1 RU 2777013C1 RU 2021136666 A RU2021136666 A RU 2021136666A RU 2021136666 A RU2021136666 A RU 2021136666A RU 2777013 C1 RU2777013 C1 RU 2777013C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ring
- pipe
- glass
- cover
- anticathode
- Prior art date
Links
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims abstract description 20
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000036633 rest Effects 0.000 claims abstract description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 abstract description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 2
- 238000001959 radiotherapy Methods 0.000 abstract description 2
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 3
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 1
- 239000007779 soft material Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к запаянным нейтронным трубкам и может быть использовано в генераторах нейтронов для исследования геофизических и промысловых скважин, анализа состава веществ, лучевой терапии.The invention relates to sealed neutron tubes and can be used in neutron generators for the study of geophysical and field wells, analysis of the composition of substances, radiation therapy.
Известна запаянная нейтронная трубка, содержащая трубчатый высоковольтный изолятор с размещенным на одном торце источником ионов с антикатодом с отверстием для извлечения ионов, ускоряющий электрод и мишень, размещенные на другом торце. Патент Российской Федерации № 2540983, МПК H05H 3/06, 10.02.2015. Недостатком нейтронной трубки является низкий поток нейтронов из-за значительного пробега ионов от антикатода к мишени. Ионы, прошедшие отверстие в антикатоде, ускоряются к мишени между антикатодом и ускоряющим электродом и далее движутся к мишени без ускорения. Пробег ионов составляет величину, приблизительно равную длине высоковольтного изолятора, и существенно превышает длину ускоряющего промежутка между антикатодом и ускоряющим электродом. Это приводит к неоправданным потерям в пучке ионов на той части пути, где ускорение отсутствует, и в результате этого к уменьшению потока нейтронов.Known sealed neutron tube containing a tubular high-voltage insulator placed at one end of the ion source with an anti-cathode with a hole for extracting ions, an accelerating electrode and a target placed at the other end. Patent of the Russian Federation No. 2540983, IPC
Известна запаянная нейтронная трубка, содержащая трубчатый высоковольтный изолятор с размещенным на одном его торце источником ионов с антикатодом с отверстием для извлечения ионов; в объеме изолятора, соосно с ним, размещена мишень. Патент Российской Федерации № 2366030, МПК H01J 27/04, 27.08.2009. Недостатком данной трубки является большое расстояние от мишени до торца трубки, что снижает плотность потока нейтронов на облучаемом образце.Known sealed neutron tube containing a tubular high-voltage insulator placed at one end of the source of ions with an anticathode with a hole for extracting ions; in the volume of the insulator, coaxially with it, the target is placed. Patent of the Russian Federation No. 2366030, IPC H01J 27/04, 08/27/2009. The disadvantage of this tube is the large distance from the target to the end of the tube, which reduces the neutron flux density on the irradiated sample.
Известна запаянная нейтронная трубка, включающая трубчатый высоковольтный изолятор, на одном торце которого герметично закреплены ускоряющий электрод и мишень, а на другом торце герметично, по своему внешнему диаметру, закреплено кольцо; к кольцу, по его внутреннему диаметру, соосно с ним, прикреплена труба, на противоположном кольцу конце трубы закреплен антикатод в форме диска с отверстием для извлечения ионов, внутри трубы, соосно с ней, размещен стакан, в котором находится цилиндрический магнит, края стакана герметично соединены с кольцом, в полости трубы, между антикатодом и дном стакана, соосно с ним, размещен анод, имеющий форму кольца. Патент Российской Федерации № 2583000, МПК H05H 3/06, 27.04.2016. Данное техническое решение принято в качестве прототипа. Недостатком прототипа является низкий поток нейтронов из-за низкой эффективности горения разряда в области антикатода. В прототипе используется торцевой магнит, размещенный с внешней стороны катода. Напряженность магнитного поля максимальна на поверхности катода и резко падает к поверхности антикатода. По этой причине газовый разряд горит, в основном, у катода. Это снижает эффективность горения разряда в области отверстия антикатода и уменьшает извлекаемый ток ионов. Уменьшение тока ионов приводит к уменьшению потока нейтронов трубки.Known sealed neutron tube, including a tubular high-voltage insulator, on one end of which the accelerating electrode and target are hermetically fixed, and on the other end hermetically, along its outer diameter, a ring is fixed; a pipe is attached to the ring, along its inner diameter, coaxially with it, at the opposite end of the pipe, an anti-cathode in the form of a disk with a hole for extracting ions is fixed, inside the pipe, coaxially with it, a glass is placed in which a cylindrical magnet is located, the edges of the glass are sealed connected to the ring, in the cavity of the pipe, between the anticathode and the bottom of the glass, coaxially with it, there is an anode having the shape of a ring. Patent of the Russian Federation No. 2583000, IPC
Предложенное техническое решение устраняет этот недостаток.The proposed technical solution eliminates this disadvantage.
Техническим результатом является увеличение потока нейтронов трубки.The technical result is an increase in the neutron flux of the tube.
Технический результат достигается тем, что в запаянной нейтронной трубке, включающей трубчатый высоковольтный изолятор, на одном конце которого герметично закреплены ускоряющий электрод и мишень, а на другом конце по своему внешнему диаметру герметично закреплено кольцо, к кольцу по его внутреннему диаметру соосно с ним прикрепрена труба, на противоположном кольцу конце трубы закреплен антикатод в форме диска с отверстием для извлечения ионов, внутри трубы соосно с ней размещен стакан, в котором находится цилиндрический магнит, края стакана герметично соединены с кольцом, в полости трубы между антикатодом и дном стакана соосно с ним размещен анод, имеющий форму кольца, на кольце установлен кольцевой магнит, прижатый одним полюсом к кольцу, к противоположному полюсу магнита прижата съемная крышка, цилиндрический магнит упирается в крышку в её центральной части. Полюсы цилиндрического и кольцевого магнитов, прижатых к крышке, противоположны. Крышка, кольцо, труба и антикатод выполнены из магнитомягкого материала, стакан выполнен из немагнитного материала. Благодаря такому решению увеличивается напряженность магнитного поля в области отверстия в антикатоде, в её центральной части, полюс цилиндрического магнита замыкаются с полюсом кольцевого магнита, увеличивается концентрация ионов в этой области и увеличивается ток ионов, что приводит к увеличению потока нейтронов трубки.The technical result is achieved by the fact that in a sealed neutron tube, including a tubular high-voltage insulator, at one end of which the accelerating electrode and the target are hermetically fixed, and at the other end a ring is hermetically fixed along its outer diameter, a pipe is attached to the ring along its inner diameter coaxially with it , an anti-cathode in the form of a disk with a hole for extracting ions is fixed at the opposite end of the pipe ring, a glass is placed coaxially with it inside the pipe, in which a cylindrical magnet is located, the edges of the glass are hermetically connected to the ring, in the cavity of the pipe between the anticathode and the bottom of the glass is placed coaxially with it an anode having the shape of a ring, a ring magnet is installed on the ring, pressed with one pole to the ring, a removable cover is pressed to the opposite pole of the magnet, a cylindrical magnet rests against the cover in its central part. The poles of cylindrical and ring magnets pressed against the cover are opposite. The cover, ring, tube and anti-cathode are made of soft magnetic material, the glass is made of non-magnetic material. Thanks to this solution, the magnetic field strength increases in the area of the hole in the anticathode, in its central part, the pole of the cylindrical magnet closes with the pole of the ring magnet, the concentration of ions in this area increases and the ion current increases, which leads to an increase in the neutron flux of the tube.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором схематично представлена запаянная нейтронная трубка, где 1 - трубчатый высоковольтный изолятор, 2 - ускоряющий электрод и мишень, 3 - кольцо, 4 - труба, 5 - антикатод, 6 - стакан, 7 - анод, 8 - цилиндрический магнит, 9 - кольцевой магнит, 10 - крышка. Трубка включает высоковольтный трубчатый изолятор 1, на одном из торцов которого герметично закреплены ускоряющий электрод и мишень 2. На другом торце изолятора 1 по своему внешнему диаметру герметично закреплено кольцо 3. К кольцу 3 по его внутреннему диаметру соосно с ним, прикреплена труба 4. На противоположном кольцу конце трубы 4 закреплен антикатод 5 в форме диска с отверстием для извлечения ионов. Внутри трубы 4 соосно с ней размещен стакан 6, в котором находится цилиндрический магнит 9. Края стакана 6 герметично соединены с кольцом 3. В полости трубы 4 между антикатодом 5 и дном стакана 6 соосно с ним размещен анод 7, имеющий форму кольца. На кольце 3 установлен кольцевой магнит 9, прижатый одним полюсом к кольцу 3. К противоположному полюсу магнита 9 прижата съемная крышка 10. Цилиндрический магнит 8 упирается в крышку 10 в её центральной части. Полюсы цилиндрического магнита 8 и кольцевого магнита 9, прижатых к крышке 10, противоположны. Крышка 10, кольцо 3, труба 4 и антикатод 5 выполнены из магнитомягкого материала. Стакан 6 выполнен из немагнитного материала.The essence of the invention is illustrated by a drawing, which schematically shows a sealed neutron tube, where 1 is a tubular high-voltage insulator, 2 is an accelerating electrode and target, 3 is a ring, 4 is a pipe, 5 is an anti-cathode, 6 is a glass, 7 is an anode, 8 is a cylindrical magnet, 9 - ring magnet, 10 - cover. The tube includes a high-voltage
Устройство работает следующим образом.The device works as follows.
На анод источника ионов подается положительное относительно катода и антикатода напряжение. В газоразрядной камере между катодом и антикатодом, торцевым и кольцевым магнитами создается магнитное поле. Магнитные силовые линии одного из полюсов кольцевого магнита замыкаются с противоположным полюсом цилиндрического магнита в промежутке между катодом и антикатодом. Такое замыкание обеспечивают кольцо, труба и антикатод, выполненные из магнитомягкого материала, что приводит к увеличению напряженности магнитного поля в области отверстия антикатода. Крышка из магнитомягкого материала обеспечивает замыкание противоположных полюсов кольцевого магнита и цилиндрического магнита, что уменьшает рассеивание магнитных линий вне объема источника ионов. Увеличивается эффективность горения разряда в области отверстия антикатода, что приводит к увеличению тока ионов и потока нейтронов трубки. Через отверстие в антикатоде, ионы из разряда попадают в объем трубчатого высоковольтного изолятора и ускоряются к мишени. В мишени в результате термоядерных реакций образуются нейтроны.A positive voltage relative to the cathode and anticathode is applied to the anode of the ion source. A magnetic field is created in the gas-discharge chamber between the cathode and anticathode, end and ring magnets. The magnetic lines of force of one of the poles of the ring magnet are closed with the opposite pole of the cylindrical magnet in the gap between the cathode and anticathode. Such a closure is provided by a ring, a pipe and an anticathode made of a magnetically soft material, which leads to an increase in the magnetic field strength in the region of the anticathode hole. The cover made of soft magnetic material ensures the closing of the opposite poles of the ring magnet and the cylindrical magnet, which reduces the scattering of magnetic lines outside the volume of the ion source. The efficiency of discharge burning in the area of the anticathode hole increases, which leads to an increase in the ion current and the neutron flux of the tube. Through the hole in the anticathode, the ions from the discharge enter the volume of the tubular high-voltage insulator and are accelerated towards the target. Neutrons are produced in the target as a result of thermonuclear reactions.
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2777013C1 true RU2777013C1 (en) | 2022-08-01 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU224578U1 (en) * | 2024-02-28 | 2024-03-29 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Автоматики Им.Н.Л.Духова" (Фгуп "Внииа") | Sealed neutron tube |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20090146052A1 (en) * | 2007-12-10 | 2009-06-11 | Schlumberger Technology Corporation | Low Power Neutron Generators |
RU2362278C1 (en) * | 2008-01-10 | 2009-07-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" | Sealed neutron tube |
RU2540983C1 (en) * | 2013-10-31 | 2015-02-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") | Sealed neutron tube |
RU2583000C1 (en) * | 2014-12-25 | 2016-04-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") | Sealed neutron tube |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20090146052A1 (en) * | 2007-12-10 | 2009-06-11 | Schlumberger Technology Corporation | Low Power Neutron Generators |
RU2362278C1 (en) * | 2008-01-10 | 2009-07-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" | Sealed neutron tube |
RU2540983C1 (en) * | 2013-10-31 | 2015-02-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") | Sealed neutron tube |
RU2583000C1 (en) * | 2014-12-25 | 2016-04-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") | Sealed neutron tube |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU224578U1 (en) * | 2024-02-28 | 2024-03-29 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Автоматики Им.Н.Л.Духова" (Фгуп "Внииа") | Sealed neutron tube |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3786258A (en) | Closed system neutron generator tube | |
US5745536A (en) | Secondary electron ion source neutron generator | |
RU2451433C1 (en) | Gas-filled neutron tube | |
US5675606A (en) | Solenoid and monocusp ion source | |
RU2777013C1 (en) | Gas-filled neutron tube | |
Pikin et al. | RHIC EBIS: basics of design and status of commissioning1 | |
JP3867972B2 (en) | Inertial electrostatic confinement fusion device | |
JP5297038B2 (en) | Ion trap with longitudinal permanent magnet and mass spectrometer using such a magnet | |
EA044203B1 (en) | GAS-FILLED NEUTRON TUBE | |
EP0329461A2 (en) | Mass Spectrometer | |
JPWO2007102202A1 (en) | Mass spectrometer | |
RU187270U1 (en) | PULSE NEUTRON GENERATOR | |
RU149963U1 (en) | ION TRIODE FOR NEUTRON GENERATION | |
CN114007322A (en) | Neutron tube structure with magnetic anode tube penning ion source led out in two directions | |
RU2558384C2 (en) | Gas stripping target | |
RU192776U1 (en) | PULSE SOURCE OF PENNING IONS | |
CN110137060A (en) | Permanent Magnet Focusing Radial High Current Electron Beam Diode | |
RU228627U1 (en) | Sealed neutron tube | |
RU228239U1 (en) | Sealed neutron tube | |
RU228648U1 (en) | Sealed neutron tube | |
RU228879U1 (en) | Evacuated compact DD-generator of fast neutrons | |
RU193577U1 (en) | Gas-filled neutron tube with inertial ion confinement | |
RU226563U1 (en) | Sealed neutron tube | |
RU227218U1 (en) | Sealed neutron tube | |
RU224578U1 (en) | Sealed neutron tube |