Импульсный генератор нейтронов

ОП И:С:АН И ЕИЗЬБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 580725 Союз СоветскихСоциалистическихРеспубликвао делам изобрвтвиий и открытий(71), Заявитель Московский ордена Трудового Красного Знамени инженерно-физическийинститут(54) ИМПУЛЬСНЫЙ ГЕНЕРАТОР НЕЙТРОНОВ Изобретение относится к области ядерной физики, в частности к устройствам для генерации импульсных нейтронных полей, исполь. зуемым в ядерной геофизике для проведения импульсного нейтронного каротажа и активационного анализа в полевых условиях.Известны импульсные генераторы нейтронов, используемые для целей ядерной геофизики.и активационного анализа, содержащие отпаянную нейтронную трубку, излучающую импульсные потоки нейтронов, блок питания ионного источника трубки, источник высоковольтного ускоряющего напряжения, а также блок модуляторов, служащий для синхронизации поджи. гающего импульса ионного источника нейтрон. ной трубки и импульса ускоряющего напряже. ния .11.Однако сведения об импульсных нейтронных генератьрах, содержащие отпаянные нейтуон. ные трубки с лазерным источником ионов, отсутствуют, Использование таких трубок в импульсных генераторах нейтронов для ука. занных целей имеет свои конструктивные осо. бенности, связанные с подводом энергии к источнику ионов в трубке с помощью лазер. ного излучения.Известен портативньй импульсньй генератор нейтронов, содержащий отпаянную нейтронную трубку, блок питания ионного источника, источник ускоряющего напряжения иблок модулятора 21.Максимальный нейтронный поток такого генератора с трубкой, вписывающейся в га. бариты скважины, и при ускоряющем напряже. нии не более 150 кВ не превьппает величины ,10 н/с ввиду малого выхоцного тока источника дейтонов,Цель изобретения - увеличение нейтронно-15го выхода импульсного генератора нейтронов.Это достигается тем, что предлагаемыйимпульсный генератор нейтронов содержитнейтронную трубку с лазерным источникомионов, питание которого осуществляется излучением частотного лазера, а блок модуляторасодержит коммутирующий элемент, располо.женный на трассе лазерного луча перед нейтронной трубкой.580725 4Разряд конденсатора через первичную обмоткуиндуцирует высоковольтный импульс во вто.ричной обмотке трансформатора, соединеннойс электродом нейтронной трубки 1, на котором расположена лазерная мишень 2. Вместес этим лазерное излучение, пройдя черезкоммутирующий разрядник, фокусируется линзой 4 на дейтеросодержащую мишень 2 ионного источника, Образующийся плазменныйсгусток, содержащий дейтоны, разлетается отмишени 2 и подходит к ускоряющему промежутку между электродами в момент эффективного значения величины ускоряющего напря.жения. Дейтоны вытягиваются и ускоряютсяк нейтронной мишени 3, при бомбардировкекоторой в результате ядерной реакцииТ(д,п)" Не образуются быстрые нейтроны. Импульсный генератор нейтронов, содержа.щий отпаянную нейтронную трубку, блок пи.тания ионного источника, источник ускоряющегонапряжения, блок модулятора, о т л и. ч а ющ и й с я тем, что, с целью увеличения нейтронного выхода, генератор содержит нейтрон 40 ную трубку с лазерным источником ионов, вкачестве блока питания ионного источникаприменен частотный лазер, а блок модуляторасодержит коммутирующий элемент, расположенный на трассе лазерного луча перед нейтрон 45 ной трубкой,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Кирьяков Г. И. Сб. Ядернофизйческиеметоды анализа вещества, М., Атомиздат, 1971,0 с. 279-287.2. Сб, Радиационная техника, вып. 4, МАтомиэдат, 1970, с. 325-330,3Использование в нейтронной трубке лазерного истопника дейтонов позволяет существенно, не менее, чем на порядок, увеличить токдейтонов за счет более эффективной ионизации образующегося плазменного сгустка. Такая возможность обусловлена эффективнымпреобразованием энергии излучения в нагреви ионизацию лазерной плазмы и ее.быстрымрасширением, приблизительно 10" см/с, способствующим сохранению высокой степениионизации на поздних стадиях разлета,Расположение коммутирующего элементана трассе лазерного луча перед трубкой ивключение его непосредственно в цепь первичной обмотки импульсноговысоковольтноготрансформатора, являющегося основным элементом источника ускоряющего напряжения, поз.воляет более эффективно осуществить требуемую синхронизацию по сравнению с исполь;зуемой в импульсных генераторах нейтроновсистемой синхронизации на основе электрической схемы запуска коммутирующего элемента.Длительность импульса тока дейтонов в лазерной нейтронной трубке составляет ф 10с.Такое включение коммутирующего элементаблока модулятора в схеме импульсного генератора нейтронов позволяет получить степеньсинхронизации импульса излучения и ускоряющего импульса на уровне 10с и упроститьконструкцию блока модулятора, применяемогов известных генераторах.Увеличение тока дейтонов в нейтроннойтрубке и эффективное ускорение их к нейтронной мишени позволяет повысить нейтронный выход генератора,На чертеже показаны основные элементыпредлагаемого генератора; отпаянная нейтронная трубка 1 с лазерной мишенью 2 и нейтронной мишенью 3, фокусирующая линза 4, частотный лазер 5, блок модулятора 6 с коммутирующим разрядником 7 и источником 8постоянного напряжения, источник 9 ускоряющего напряжения, содержащий импульсныйвысоковольтный трансформатор 10 и накопительный конденсатор 11;Генератор работает следующим образом.Импульс излучения (или его часть) лазера5, проходя через коммутирующий разрядник 7инициирует пробой межэлектродного промежут.ка, вызывая разряд накопительного конденсатора 11 через первичную обмотку импульсного высоковольтного трансформатора 10. Предлагаемый импульсный генератор нейтро 20 нов позволяет получить выход нейтронов науровне 10 н/с и выше. При этом сохраняются габариты излучателя нейтронов (нейтроннойтрубки) и величина ускоряющего напряжения.Увеличение нейтронного выхода генератора25 позволяет увеличить радиус исследования пласта методом импульсного нейтронного каротажа,повышает геологическую эффективность ядер.но-физических исследований в полевых условиях,30 Формула изобретения580725 дактор Т, Колодцева Тираж 516 дарственного комитета обретений и открытий Ж - 35, Раушская наб. ПодписноСР Заказ 4/ Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 279/50 11 НИИПИ Госу по делам и 1 3035, Москва