Лазерная нейтронная трубка

Дата опубликования описания 23,06.81. Д,Ф.Беспалов, )О.А,Быковский, К.И,Козловский,Ю.П.Козырев, Е.В.Рябов, А.С,Цыбин н А.Е.Шнканов(72) Авторы изобретения Всесоюзный научно - исследовательский институтяцерной геофизики и геохимии(54) ЛАЗЕРНАЯ НЕЙТРОННАЯ ТРУБКА Изобретение относится к радиационной технике, а конкретно - к устройствам для генерации нейтронных полей, которыми широко используются в яцерйой физике и геофизике, в промышленности и радиационной терапии.5Известно устройство для получения нейтронных потоков, в котором в качестве излучателя нейтронов используется малогабаритная отпаянная трубка с лазерным источником дейтоновГ 33.В этом устройстве лазер, используемый как блок питания и управления ионного источника находятся вне отпаянного обьема трубкн,а его излучение подводится к плазмообразующей мишени ионного источниЛ5 ка с помощью специальжэй оптической сис" темы (например,диэлектрического световоца)с фокусируюйим обьективом на конце. . Такое размещение элементов генератораЮ нейтронов усложняет конструкцию устройства в целом, требует применения достаточно мощных лазеров для компен,сации потерь в оптической системе под,2водаизлучения,чтоприводит н к увеличениюгабаритов генератора нейтронов.Наиболее близким к изобретению техническим решениям является лазерная нейтронная трубка, содержащая отпаянную вакуумную ободочку, систему ускоряющйх и экранирующих электродов, лазерную плазмообразующую мишень, нейтронообразующую мишень, пассивные газопоглотители,лазер и систему фокусировки лазерного излучения на плазмообразующую мишщь 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 перемеьцение оптических элементов) для повышения ресурса работы нейтроннойтрубки снижают надежность и эффективностц ее работы,Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение эффективности работы, отпаянной нейтронной трубки.Цель достигается тем, что лазер,выполйенный в виде многоэчементнойполупроводниковой матрицы с накачкойэлектронным пучком, размещен внутривакуумной ободочки сзади нейтронообразующей мишени, а между электронной;пушкой накачки и многоэлементной пбйупро 1 Оводниковой матрицей лазера расположенасиСтема сканирования электронного пучка,. На чертеже изображена предлагаемаялазерная нейтронная трубка,Лазерная нейтронная трубка имеет ва- Р 5-напряженки к сканирующего Мапряжеиия.Внутри "трубки размещенй ускорякРРцая ионыэлектродная система 4, екранирукРщкй сет 20чатый электрод 8, лазерная плазмообразующая мишень 6, нейтронообразуйщаямишень 7, пассивные газЬпоглотители 8и фокусируюшая оптическая система 8,Внутри нейтройной трубки также размещен 25многоэлементный полупроводниковыйМзер,состояшкй из многоэлементной полупроводниковой активной пластинки 10 с "резона- /1тором, электронной пушки 1 1 накачки исистемы сканирования 1 2 пучка электронной 2 Онакачки. Лазерный радиатор 13 одновременно является к частью оболочки трубки.Лазерная нейтронная трубка работаетследующим образом.На электронную пушку 11 подается З 5импульс высоковольтного напряжения ипучок электронов ускоряется к бомбардирует,активные элементы лазерной пластинки 10.С помощью сканирования 12 пучка электро-,4 Онов бомбардировке подвергаетсялишь опре.деленная область элементов.Бомбардируемыеэлементы лазерной пластины 10 эозбуждаются и со стороны рласткнкк, обращенной к фокусирующей оптической системе 9.Лазер испускает мощньй световой импульс,,Излучение лазера коплкмируется и фокусируется оптической системой 9 на плазмообразующую дейтеросодержацю мишень 6ионного источника трубки. В реэультате50воздействия сфокусированного лазерногойзлученкя образуется высококонизкрованный плазменный сгусток вещества мишени В.Этот сгусток разлетается и попадает вускорявщее поле электродной системы 4, где .происходит извлечение дейтонов кз плазмы иих йбследующее ускорение к мюпени 7.Ь результате бомбардировки дейтоиами ми.шеии 7 происходит ядерная реакции с абра 82 4зованием нейтронов (например, Т(др)4 М, Ток вторичных электронов, образовав шихся прк бомбардировке мкцсенк 7, подавляется с помощью сетчатого экранирующего электрода 5. Последовательное сканирование электронного пучка по поверх- кости лазерной пластинки 10 вызывает соответствующее сканирование сфокусированного лазерного излучения по поверхности плаэмообраэующей мишени 6.Размещение малогабаритного лазера внутри нейтронной трубки не требует спе цкальной системы РхРдвода излучения к тру бке и размещения мощного лазера отдельном блоке, чтоупрощает конструкцию. генератора нейтронов и уменьшает потери энергии излучения. Кроме того, разме пение внутри трубки многоэлемеятного полупроводникового лазера с последовательным возбуждеРРием отдельных областей элементов способствует эффективному сканирова них излучения по плазмообразующей мишени, что позволяет досгкгнуть максимального ресурса работы трубки, Расчеты показывают что при плошади плазмообразующей мишени 1 см числоимпульсовнейтронного излучения составит 10 , Кро,ме того, применением малогабаритныхпопупроводниковых лазеров, КПЛ которых может достигать 30 %, а мощность с излучающей поверхности - несколькихмегаватт, с 1 см,позволяет повыситьэффективность работы всего устройства вцелрм при сохранении малогабаритности нейтронного излучателя, что особенноважно при нейтронном каротаже скважкн,в актквационном анализе и радиационнойтехнккееФормула изобретения/Лазерная нейтронная трубка, содержащаяотпаянную вакуумную ободочку, систему ускоряющих к экранкрующих электродов, ла-, зерную плазмообразующую мишень,нейтронообразующую мишень, пассивные газопоглотктели, лазер и систему фокусировки лазерйого излучения на плаз- мообразующукР мийень,о т л и ч а ю щ а ис я тем,что,с целью упрощения конструкции и повышения эффективности работы Фрубки,лазер, выполненный в виде многоэлементной полупроводниковой матрицы с накачкой элкктронным пучком, размещен внутри вакуумной оболочки сзади нейтроИВообразующей мишени, а между электронной курной накачки и многоэлементной по5 69098 лупровоцциковой матрицей лазера распо-" ложена система сканировании алектронното пучка.Источники информации,приаме во внимание при акспертиэеРеда Подписноеомитета СССРкрытийушскаа иаб., д. 4 ПП Патеытф, г, Ужгородул. Проектнан, 4 фил/17 Тираж 476ЗНИИПИ Государственногопо делам иэобретений и113035, Москва, Ж 38,2 6 1. Авторское свидетельство СССР Ь 496881, кп, 2 Я 01 М: 8/00, 1978, 2. Автбрское свидетельство СССР М 457408, кл. 26 21 Я,"- ЗРОО, 1 ФФЙ.