Лазерная нейтронная трубка

Лазерная нейтронная трубка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ййеитко-текин 1сйай

& бс. н о ь Г ю1и Ь - Б А

Союз Советскик

Сощиалистических

Республик (6I ) Дополнительное к ввт. саид-ву— (22) Заявлено 16.12.77. (21) 2555717/25-18 с присоединением заявки Ж— (; Z1C жаа

Н 05 Н 5/GG

6жудерстееиеей квинтет

СССР де деми изееретеви» и открытий

Опубликовано 28,G6 81. Бюллетень J423 (53) УЛК 6 1.З8 .6 (О88.8»

Дата опубликования описания 23.06.81.

Д.Ф.Беспалов, Ю.А.Быковский, К.И.Козловский, ЮЛ.Козырев, E,В.Рябов, А.C.Áûáèí н A.E.Øèêàíîe (72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно - исследовательский институт ядерной геофизики и геохимии (7I ) Заявитель (54) ЛАЗЕРНАЯ НЕЙТРОННАЯ ТРУБКА

Изобретение относится к радиационной технике, а конкретно - к устройствам для генерации нейтронных полей, которые . широко используются в ядерйой физике и геофизике, в промышленности и радиационной терапии.

Известно устройство для получения нейтронных потоков, в котором в качестве излучателя нейтронов используется малогабаритная отпаянная трубка с лазер ным источником дейтонов Г13 .

B этом устройстве лазер, используемый как блок питания и управления ионного источника находятся вне отпаянного обьема трубки,а его излучение подводится к плазмообразующей мишени ионного источниЛ 5 ка с помощью специальной оптической системы (например, диэлектбического световода)с фокусируюшим обьектпвом на конце. . Такое размещение элементов генератора

20 нейтронов усложняет конструкцию устройства в целом, требует применения доста точно мощных лазеров для компен;сации потерь в оптической системе под,2 вода излучения,что приводит н к увеличению габаритов генератора нейтронов.

Наиболее близким к изобретению техническим решениям является лазерная нейтронная трубка, содержащая отпаянную вакуумную оболочку, систему ускоряющих и экранирующих электродов, лазерную плазмообразуюшую мишень, нейтронообразуюшую мишень, пассивные газопоглотители,лазер и систему фокусировки лазерного излучения на плазмообразуммпую мяш аь 2); °

Однако мощный твердотельный илн газовый лазер, пространственно разделен с трубкой. Наличие оптической системы связи лазера с нейтронной трубкой, необходимость в механическом устройстве сканирования излучения по плазмообразующей мишени (например, вращение самой мишени или перемещение оптических элементов) для повышения ресурса работы нейтроннойтрубки снижают надежность н эффективностн ее работы.

Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение эффективности ра боты. отпаянной нейтронной трубки.

Цель достигается тем, что лазер, выполйенный в вице мно1-оэлементной полупроводниковой матрицы с накачкой электронным пучком, размещен Внутри вакуумной оболочки сзади нейтроноабра зующей мишени, е между электронной

;пушкой накачки tt многоэлементной пбйупро10 водниковой матрицей лазера расположена система сканирования электронного пучка. . Ha чертеже изображена предлагаемая лазерная нейтронная трубка.

Лазерная нейтронная трубка имезт Ва 15, еуумную оболочку 1 с электрическими вводами 2 и 3 ускоряющего высоковольтного напряжения и сканирующего itattptttttetttttt.

Внутри ррубки размещенй ускоряющая ноны электродная система 4, екранирующий сет 20 чатый электрод 8, лазерная плазмообра зующая мишень 6, нейтронообразуй@ая мишень 7, цассивные газопоглотители о

1 и фокусирующая оптическая система 9.

Внутри нейтройной трубки также размещен 25 многоэлементный полупроводниковый Маер, состоящий из многоэлементной полупроводниковой активной пластинки 10 с "peeotta- /

f тором, электронной пушки 1 1 накачки и ... системы сканирования 1 2 пучка электронной нвеачки. Лазерный pagttaTop 1 3 ОднОВремен но является и частью оболочки трубки.

Лазерная нейтронная трубка работает следующим образом.

На электронную пушку 11 подается З5 импульс ВысокОВОльтногО напряжения и пучок электронов ускоряется и бомбардирует, активные элементы лазерной пластинки 10.

С помощью сканирования 12 пучка электро-, gQ нов бомбардировке поцвергаетсялишь определенная область элементов.Бомбарцируемые элементы лазерной пластины 10 эозбуж даются и со стороны пластинки, обращенной.к фокусирующей оптической системе 9.

llaaep испускает мощньй световой импульс. ,Излучение лазера коллимируется н фокусируется оптической системой 9 на плазмо

Образующую цейтеросоцержац ю мишень 6 ионного источника трубки. В реэультате

50 воздействия сфокуси рованнбго лазерного йзлучения образуется высокоионизйрован ный плазменный сгусток Вещества мишени 6.

Этот сгусток разлетается и попадает вусеоряющее поле электродной системы 4, где .

55 происходит извлечение дейтонов из плавуны и их йОследуюшее ускорение к мюпени7.

Ь результате бомбардировки дейтоиами ми

-„шеии7 происходит ядерная реакции с абра

82 4 зованием нейтронов (например, Г (4р И tttt).

Ток вторичных электронов, образовавшихся при бомбардировке мийгени 7, подавляется с помощью сетчатого экранирующего электрода 5. Послецовательное сканирование электронного пучка по поверхности лазерной пластинки 10 Вызывает соответствующее сканирование сфокусированного лазерного излучения по поверхности плазмообразуюшей мишени 6.

Размещение малогабаритного лазера внутри нейтронной трубки не требует спе циальной системы юдвоца излучения к тру бке и размещения мощного naaepa отдельном блоке, чтоупрощает конструкцию генератора нейтронов иуменьшает потери энергии излучения. Кроме того, разме« пение внутри трубки многоэлемеятного полупроводникового лазера с последовательным возбуждением отцельных областей элементов способствует эффективному сканирова ttttto излучения по плазмообразующей мишени, что пОВВОляет достигнуть максималь ного ресурса работы трубки. Расчеты показывают что при площади плазмооб разующей мишени 1 см число импульсов нейтронного излучения составит 10 . Кро. ме того, применением малогабаритных попуцроводниковых лазеров, КПЛ которых может достигать 30 %, а мощность с излучающей поверхности - нескольких мегаватт, с 1 см,позволяет повысить эффективность работы всего устройства в целрм при сохранении малогабаритности нейтронного излучателя, что особенно важно при нейтронном каротаже скважин, в активационном анализе и радиационной

TeKBttKeå

I Формула изобретения

-/

Лазерная нейтронная трубка, содержащая отпаянную вакуумную оболочку, систему ус1 коряющих и экранируюших электродов, ла-. зерную плазмообразующую мишень, нейтронообразующую мишень, пассивные газопоглотители, лазер и сис ему фокусировки лазерйого излучения на плазмообразующую мийень,о т л и ч а ю щ а яс я тем,что,с целью упрощения конструк ции и повышения эффективности работы

Фрубки,лазер, выполненный в вице многоэлементной полупроводниковой матрицы с накачкой электронным пучком, размещен внутри вакуумной. оболочки сзади нейтроil иообразующей мишени, а между электронной пдркой накачки и многоэлементной по5 69098 лупроводниковой матрнцей лазера распо ложена система сканированиа електронното пучка. Источники информации, прииа ъв во внимание при акспертнэе

2 6

1. Авторское свидетельство СССР

Jk 496851, an. 2 Q- 01 М: 5/00, 1978.

2. Автбрское свидетельство СССР

М 457406 an. 26 21Я,"- 3/00 1ФФЙ.. Составитель ЕХ хвчов

Редактор Т.Кузнецова Техред М, Рейвес Корректор С.йекмар";

Заказ 4492/17 Тираж 476 Подписное

BHHHffH Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, Ж 35, Раушскаа наб., g. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектнан, 4