Мишенное устройство

Мишенное устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

<о776525

Реслублик

-ф

rPb g ф ф

L ф

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 30.05.79 (21) 2772316/18-25 (51) М.Кл.з Н 05 Н 7/02 с присоединением заявки—

Государстееииый комитет (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.12.81. Бюллетень № 48 (53) УДК 621.384.6 (088.8) (45) Дата опубликования описания 30.03.82 ло делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Н. И. Огарков и Н. Ф. Халин (71) Заявитель (54) МИШЕННОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к мншенным устройствам и,может быть иепользовано в нейтронных генераторах,и экспериментальной ядер ной физике.

Для:многих физических исследований требуются;высокоинтенсивные етейтронные

:источники. Нейтронный .источник интенсивностью до 10 з нейтранав/с может быть получен .п ри и спользова нви реакций типа

T(d, п)4 He; D(d, n) Не и т. д. При этом етейтронно-эмиссианная яде рная реакция происходит тогда, когда ускоренный пучок за ряженных частиц (в вриведенных выше реакциях дейтронов) взаимодействует с соответствующей миатенью, следствием чего является нагрев ми шени, Выход яейтроIIoB из мишени;растет с увеличением э1нергни за ряженных частиц (до отпределенных пределов),и линейной растет с увеличением интенсивности ускоренного пучка, т. е. выход,нейтронов из мошени практически п ропорционален количеспву тепла, выделившемуся,в мишени при ее облучении пучком ,за ряженных частиц. Кроме и нтенсивности к источнику нейтронов предъявляюпся н другие требования. Например, источник нейтронов должен;иметь мвн имальные размеры и быть неподвилсным .в пространстве.

Tàêèì, образом, проблема получения высокои|нтенсивного нейтронного,источника, неподвижного в пространстве н имеющего ми,нималыные .ра,змеры, сводится, в коБечном счете, к проблеме уменыпения тепловых нагрузок,на единицу поверхчости мишени и к улучшению теплоотвода от миглени, поскольку изотопы водорода, сорби,роваоные в тонком слое гидрида металла, нанесенното на подложку, в процессе работы мишени (и особенно,п ри ее перегреве) десорби руются, выход нейтронов, падает,и мишень приходится заменять.

Известна работа (1), в;которой для продления времени жизни .мишени мишень вращают под пучком с целью удллн ить до,рожку взаимодействия мишени с пучком и, тем самым, снизить удельные тепловые:нагрузки:на мишень. П р,и этосом для,ввода в вакуум вращения мишени с большим и скоростями используются конспруктивно слож20 .ные и ненадежяые,в,работе скользящие уплотнения. Трудности возникают .и при совмещении вращения мишени с ее охлаждением.

Изве."тно устройство 12), содержащее

25 корпус, ми шень, приспособления для,вращения,и охлаждения, в,котором, с ц елью увеличения плотности мощности пучка, приходящейся;на мишень, приспособление для охлаждения выполнено в аиде торцо,вой стенки корпуса с отверстиями для на776525 Еусьа хладатента, в7й1утренняя»«йоверхность которой сопряжена с1поверх йо«етБю" мNIfreHH, а мишень снабжена приводом, осуществляющим соприкосновение сопряженных

IrIotBepxHoстей мишени и торцовой стенки

IrropIrryca. OT всех,друних а налогйчных устройств это устройство отличается простьгм -конспруктйвньгм ;решением .ввода в,вакуум вращения мишени и ее охлаждения. В нем применено .неподвижное охлаждающее приспособчение, имеющее поверхность, со пряженную с,поверхностью мишени. Мишень имеет привод для обеспечения соприкосно вения соп1ряженных,прверхностей«мишени и Ьхлаждающето устройства. Вращение мишени осуществляется через вакуумнлотную стенку (например, с помощью электромагнйтной муфты). Это устройство, ка к и пре„"лагаеМое, отяосится к мишенным«устройствам и,имеет целью увели«чение IIIJIQTкости мощяости пучка, ггриходящейся на мишень, Недостатком emo является то, что из-за импульсной системы отбора тепла от:мишеБи, это устройство применимо только на импульсных ускорителях за ряжеиньгх частиц с достаточно большой скважностью между импульсами. К роме того, в у стройстве происходит нарушение вакуума во время подачи газа для улучшения теплообмена:между coIrrpsrmeHIHbrми;поверхностями мишени:и охлаждающего устройства. Использование же автономной системы .вакуумной опк«ачки мишеняого устройства с прнмене«нием любого быстродействующего

- клапана;" отделяющего это устройство, не избавляет от нарушения вакуума,в ускорительной системе, а,в аварийной ситуации не га ра нтирует и бт на рушения электрической прочности ускорительной системы.

Серьезным« .недо«статком явля«ет»ся йго," что при:вращении мишени .используется лишь ее кольцо; ширина которого равна диаметру ггучка, а не вся поверхню сть" мишени.

Целью изобретения является= ловйшение надежности,и увелйчение времени ipaботы мишени с постоянным потоком еей" Я: "у,—, . %,р„ ; . «р % « ;,,; " - -; °,уфьМФЬЛь» ««м«кЫюЮм рфФфЮ ЛО .: тронов -путей< йс«пользования всей ловерх йости актиннопо слоя мишьни. =

Цель достигается тем; что в устройстве, содержащем корпус; пвердую" мишень « ар«испособление для вращения мишени и прис пособление для охлаждения мишени, вы пол«ненное в,виде тор цовой стенки Ыо р пуса, - внутренняя поверхность KorlolpoH соггряжена с:поверхностью-миыени, цри этом мишень концентрически« скреплена с хр»ап«о»вым к«олесом с возможйпо тью вращения вокруг;их общей оси, закрепленной на коро мысле, второй конец которого закреплен на нмрпусе ic помощью оси, а IroiporJrbrcJIO соединено 1с приводом колебательйого движения мишени, при-этом .храповое колесо снабжено по крайней мере одной, периодически .взаимодействующей с ним собачкой с хвостовнком, установлен ной,на оси, IKoторая как н -yrroip, огра|н ичавающий поворот соба гки, укреплены на IrcopIrryce успройства.

Преимущественное положение плоскости, в которой от привода колебателлыного движения, колеблется коромысло с мишенью, — перлендикулярное к падающему на мишень пучку. Но угол между ними может отличаться от прямо1го. Ислолнение аредr0 лагаемого устройства при:наличии ус ройспва для создания аостоявного xorrrTHHTa мишени с поверхностью стенжи неподвиж-. ного охлаждающего п риспособления позволяет совместить колебательное движение м.ишени с одно.в,ременным ее пово,ротом, совершаемым пр.и каждом колеб,анин мишен и, по соей ряженкой:и контакпирующей с

Бей поверхности«охлаждающего приспособления. При неизменной частоте привода колебательного д1вижения скорость:вращения мишени будет увеличена в два раза, еслн в устройстве IIIIpHMeIHIHTb две собачки с хво стовиками, качающиеся (от периодического зацепления с храповым кол1есом) на осях, 25 которые, как и упоры, огр аничивающие ново роты этих собачек, укреплены на корпусе устройства диаметрально относительно иишени.

На фиг. 1 схематически изображено

:предлагаемое устройство; на фиг. 2 — |раз.рез А — А н.а ф,иг, 2.

Устройство, содержит мишень 1, концентрически скрепленпгую с храповым колесом .

2, собачку 3 с xBîcòîâèêîì,:êà÷àþùóþñÿ на оси 4; yrroIp 5, ограничивающий лоно рот собачки: (ось 4 и упор 5 укреплены на корпусе устройства), охлаждающее приспособление 6, стенка которого является торцовой стенкой ко рпуса устройства, а поверхность

4о этой стенки с вакуумной ст6роны солряже на с ловерхностью мишени; ось 7, являющуюся общей для мишени 1 и крапового колеса 2; устройство для создания постоянного контэк«та MHIIIIeIIIH C IIIOBepXHOICTbro СТЕН45 ки о»хлаждай1цбго приспособления, еапрнмер, оружину 8, коромысло 9, аривод Колебательного движения 10; кор пус 11 и ось .

" 12; заирейленную íà корпусе и предназначенную для возвратно-качательното движе50 ния коромысла 9, Устройство ра|ботает следующим образом.

55 Под воздейспвием привода 10 коромысло 9 вместе с мишенью 1, заиреллекной в обойме хралового колеса 2, саверпгает:воз Вр атн о-колебательное движение отис сительно оси 12. При этом л ри движении ло

60 часовой стрелке млшень даровит на хвостовик собачки 3, которая, подворачиваясь .на оси,4, устанавливается «в исходное положение, а при движении мишени против часовой стрелки собачка 3 входит в зацепление с храповым колесом,и поворачивает скреп« «. ««««:««««««««« Ф@ «@ ««««.

776525

Предложенное устройство, в котором совмещено колебательное движение мишени с одновременным ве поворотом, может быть использовано и в экспероментальной ядерной физике. В этом случае, устройство, -позволяющее поочередно подставлять под" = пучок, различные "учаетки мишени (то-всть использовать всю ее по вв рхность), позволит .избежать оптибок,,возникающих цри использовании то нких мишеней из-за неравномерности в толщине фа зличных участ==" " ков мишени. При работе с тонкими мишенями проблема твплоотво|да от мишени становится менее существенной, а иногда (как, например, прн .работе на импульсных ускорителях),и совсем отсутствует.

Фор мула изобретения

Мишвнное устройство, содержащее кор-)пус, твердую мишень, приспособление для

:вращения и йьриспособление для охлаждения мишени, выполненное в аиде торцовой стенки корпуса, внутренняя поверхность которой сопряжена с поверхностью мише-ни, отлича-ющ ееся тем, что с целью = " повышения надежности и "увеличения вре =" мвни работы ми шени, мишень "скреплена концентрически с "xpàIHîâûì иолесом с воз,можностью вращения вокруг их общей оси, закрепленной на коромысле, второй конец которого закреплен на карпусе" rrroMo цью оси, а коромысло соединено с вриводом— колебательного движения:мишени, п,ри эмм храповое колесо снабжено по крайней ме ре, одной, непериодически взаимодействующей с,ним собачкой с хвостоьиеом, установленной на оси, которая как и упор; ог - " .раничивающий .поворот собачки, укреплена на корпусе устройства, ленную с ним мишень 1 вокруг оси 7 на

360 угол а=-, где z — число зубьев в храZ повом колесе. При следующем колебании мишени по часовой стрелке происходит ,повторение описанного, возаратному же по-вороту мишени препятствует ее трейие о поверхность стенки охлаждающего-г1тисйб- -"= собления 6.

Скорость вращения мишени вокруг оси

7 пропорциональна вроизведению rx Xv, . где а — угол поворота мишени за одно. ее колебание, à v — частота нрлвода колебательного движения. Ш,ир;и на дорожки (кольца), подставляемой мишвяью под пучок, зависит от амплитуды колебания MHплени и, в пределе, можетбыть доведена до величины радиуса ;или до величины хорды, близкой к диаметру круга актцвно-"" го слоя мишени, Благодаря устройству 8, 20

MHIIIIpHb находится в,постоянном TGIIJIQIBoì контакте с торцовой стенкой корпуса, KOторая одновременно является и стенкой охлаждающего приспособления.

Мишень в успройспве находится в постоянном тепловом контакте с поверхностью стенки охлажданйцего пр«исй«особления, поэтому предлагаемое устройство может быть использовано .и на ускорителях заряженных частиц, работающих в непрерывном режиме. В предлагаемом устройстве нет источников нарушения вакуума и нет ограничений при использовании любых видов хладагвнтов. Предлагаемое устройство позволяет увеличить арвмя работы мишени с постоянным потоком нейтройов, поскольку в этом устройстве, прн совмещении колебательного движения мыыейи. с одйовр«е-"

)менным ее поворотам, испо.льзуетс«я вся поверхность актианого слоя мишен и, а это приводит к уменьшению тепловой нагрузки на единицу поверхности ииШени; Улуча ается и теплоотвод от мишени за счет того, что каждый участок мишени, в который

«ударил» пучок, затем "прои скользящем "перемещении мишен и по стенке охлаждающего приспособления соприкасается с,различ= ными участками этой стенки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент Франции № 2076568, кл.

H 05 Н 7/02.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 389643, кл. Н 05 Н 7/02, 1978.

776525

A-À

Фиг Р

Корректор С. Файн

Тип. Харьк. фил. правд. «Патент»

Пупа

&CmCg

Фин /

Составитель Л. Икоев

Редактор Т. Морозова Техред 3. Тараненко

Заказ 32/39а Изд. № 654 Тираж 889 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауыская наб., д. 4/5