Магнитная ловушка для хранения нейтронов

.В.Васильев 88,8)видете21 К 3 тво ССС 1975. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЦТИ ОПИСАНИЕ ИЗОБР Н АВТСРСИОМУСВИДЕТЕЛЬСТ. (54) МАГНИТНАЯ ЛОВУШКА ДЛЯ ХРАНЕНИЯ НЕЙТРОНОВ(57) Изобретение относится к экспериментальной ядерной физике и является дополнительным к авт,св.В 542440. Цель изобретения - увеличение времени хранения нейтронов и количества накопленных нейтронов, повышение точности. измерения количес тва нейтронов и обеспечение регистрации заряженных частиц - продуктов распада нейтронов. Устройство в до полнениа к аксиально-симметричной системе кольцевых обмоток 2 и 3, ок ружающих области удержания нейтронов и отверстие 6 для инжекции нейтро 1Изобретение относится к экспери" ментальной ядерной физике и может быть использовано на высокопоточных источниках нейтронов на базе ускорителя, мезонной фабрики или ядер ного реактора.Целью изобретения является увели чение времени хранения и количества накопленных нейтронов, повышение точности измерения количества нейтронов и обеспечение регистрации заряженных частиц - продуктов распада нейтронов. нов, в вакуумной камере 1 содержитпрямой проводник 15, расположенный .по оси системы. При пропускании тока по проводнику 15 обеспечиваетсяэфФективное запирание нейтронов вловушке более высоким, чем в основном авторском свидетельстве, магнитным полем. В области, где поле прямого проводника 15 больше поля обмоток 2 и 3, обеспечивается транспортирование заряженных частиц вдольпроводника 15 к детектору заряженных частиц 14. Устройство снабженотакже детектором 1 О нейтронов, охватывающим проводник 15. Коническоенейтронноезеркало 12, установленное внутри отверстия для инжекциив зоне расположения детектора 10,служит для направления нейтронов вокно 11 детектора. Наличие детекторов заряженных частиц и нейтронов позволяет более эффективно испольэовать источник нейтронов и получать больше информации о распаденейтронов в ловушке. 1 ил. евое сече- Жхраненияф 3 жит вакуумэлектромаг-, соосныхосновныхлами 4 ироводе 5. 1 Я выполненои выводаподводящими располо 9 отделяет На чертеже показано о ние магнитной ловушки дл нейтронов, которая содер ную камеру 1, окруженную нитом, выполненным в внд с центральной обмоткой 2 обмоток 3, снабженных .че расположенных на магнито В стенке вакуумной камер отверстие 6 для инжекцнн нейтронов, соединенное с нейтроноводом 7, в котор жены заслонки 8. Заслонк20 отверстие 6 для инжекции нейтроновот кольцевого детектора 1 О с цилиндрическим окном 11 и коническим зеркалом 1", окруженных защитой 13. Внутри камеры расположен детектор заряженных частиц 14 и проводник 15,Устройство работает следующимобразом.Основные обмотки 3 запитываюттоками, причем в соседних обмоткахтоки направлены противоположно. Нейт"роны по нейтроноводу 7 при открытыхзаслонках 8 и закрытой заслонке 9через отверстие 6 за счет зеркального отражения от его поверхностейи оболочки проводника 15 направляются в область хранения и заполняютее до равновесной плотности. Послеокончания наполнения включают ток впроводнике 15 и центральной обмотке2 и удерживают нейтроны в областихранения, Продукты распада нейтронар, ев поле проводника дрейфуют соот.ветственно по току и против тока. 25В зависимости от конфигурации и размеров ловушки можно обеспечить регистрацию продуктов распада с эффективностью 50-757 Для выпуска нейтронов закрывают заслонки 8, откры"вают .заслонку 9 и магнитный затвор,выключая токи в проводнике 15 и центральной обмотке,2, Нейтроны попадаютв отверстие б инжекции, ускоряютсяв нем с гравитационным полем попаЭ35дают в зеркало 12 и, зеркально отражаясь от него, попадают в детектор10, проходя через тонкое окно 11.Наличие в объеме ловушки осевогопроводника 15 при пропускании черезнего тока обеспечивает создание аксиального магнитного поля, направленного .ортогонально полю основногомагнита. Это дополнительное полеполностью устраняет узлы (нулевыеточки или линии) основного поля, т.е.фделает невозможным спин-флип в области хранения нейтронов, ведущий куходу нейтронов, Коаксиально расположенные центральная кольцевая обмотка и проводник, проходящий внутри,вор. Причем при дропускании тока,через обмотку и проводйик магнитноеполе между ними, т,е. в просвете магнитного затвора за счет суперпозициидостигает значительной величины.Спектр нейтронов, захватываемых ловушкой, есть часть распределения Максвелла, имеет верхнюю границу Е =РН , где Н, - магнитное поле на границе хранения, Увеличивая Нр в области, не содержащей железо увеличивают и диапазон захватываемых нейтронов, т,е. количество нейтронов возрастает.Поскольку увеличивается количесто во нейтронов, а кольцевая зона (просвет затвора) имеет гораздо большую площадь, чем в прототипе, то посла открытия магнитного затвора нейтроны вытекают через его просвет гораздо ,быстрее. Это приводит к тому,что фон за интервал регистрации уменьшается. Улучшается такая характеристика как отношение сигнал"фон, следовательно, более точно определяется искомое количество нейтронов, удержанных ловушкой. За счет ввода детектора заряженных частиц, размещенного выше области хранения нейтронов, 1 становится возможной регистрация заряженных частиц - продуктов распада нейтронов потому, что в поле прямого проводника с током заряженные частицы дрейфуют вдоль проводника 15 из эоны, где влияние поля дна и стенок мало.По сравнению с прототипом предложенное решение позволяет более эффективно использовать источник нейтронов, получать больше информации о распаде нейтронов в накопителе, т.е. способствует экономии ресурсов и повышает качество эксперимента.При круглосуточной эксплуатации в течение длительного срока решение может привести к значительной экономии ресурсов таких, как электроэнергия, жидкий азот и гелий и тл,Формула из обретенияМагнитная ловушка для хранения нейтронов по авт.св. У 542440, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, сцелью увеличения времени храненияи количества накопленных нейтронов,повышения точности измерения количества нейтронов и обеспечения регистрации заряженных частиц " продуктов распада нейтронов, дополнительно введены коаксиальный обмоткам электромагнита проводник, распо ложеняь 1 й на оси вакуумной камеры, и отверстия для инжекции нейтронов,ставитель И.Зацепина едактор Т.К орректор В. Гири Техред И,Дид Заказ 3331ВНИИПИ Госуд 8 одписн нного комитета но изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР3035, Иосква, Ж"35, Раушская наб., д. 4/5 оиэводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 1 5 147 кольцевой детектор, нейтронов с ци-.линдрическим окном, соединенный с отверстием для инжекции нейтронов и установленньп соосно с проводником, коническое нейтронное зеркало, установленное внутри отверстия для инжекции в зоне расположения детекто 5397 6ра нейтронов, обращенное к окну детектора нейтронов, н детектор эаряженных частиц, выполненный в виде плоского кольца и расположенный на 5стенке вакуумной каиерь 1 напротив отверстия для инжекции нейтронов перпендикулярно проводнику,