×
26.08.2017
217.015.debd

Генератор нейтронов

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к генераторам нейтронов и может быть использовано для нейтронного анализа веществ, материалов и изделий, для лучевой нейтронной терапии, а также для моделирования нейтронных полей термоядерных устройств. Генератор нейтронов содержит проводящий заземленный корпус, заполненный высоковольтным диэлектриком с расположенным в нем проводящим контейнером, запаянной нейтронной трубкой, имеющей два ускоряющих промежутка, разделенных ускоряющим электродом, мишень которой электрически соединена с заземленным корпусом, а корпус источника ионов размещен в объеме проводящего контейнера, источником ускоряющего напряжения, включенным между проводящим заземленным корпусом и проводящим контейнером. Источник ускоряющего напряжения состоит из двух последовательно соединенных высоковольтных источников, выход первого из которых соединен с входом второго и соединен с ускоряющим электродом через высоковольтный резистор, а выход второго соединен через балластный резистор с проводящим контейнером, параллельно высоковольтному резистору, соединяющему первый источник с ускоряющим электродом, последовательно включены диод катодом к первому высоковольтному источнику и демпфирующий резистор, одновременно между ускоряющим электродом и проводящим заземленным корпусом включен конденсатор, а между проводящим контейнером и корпусом источника ионов включен токоограничивающий резистор. Техническим результатом является повышение надежности генератора нейтронов. 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к генераторам нейтронов и может быть использовано для нейтронного анализа веществ, материалов и изделий, нейтронной терапии, моделирования нейтронных полей термоядерных устройств.

Известен генератор нейтронов, содержащий запаянную ускорительную трубку, мишень которой подключена к источнику ускоряющего напряжения и окружена высоковольтной изоляцией, электроды источника ионов подключены к блокам питания, находящимся под нулевым потенциалом (Межотраслевая научно-технической конференция «Портативные генераторы нейтронов и технологии на их основе». 2003 г., Москва, Россия, Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова, с. 67).

Недостатком известного устройства является низкая плотность потока нейтронов на облучаемом образце из-за расположения высоковольтной изоляции между мишенью и образцом, низкая величина нейтронного потока из-за перегрева мишени пучком ионов.

Известен генератор нейтронов, включающий проводящий заземленный корпус, заполненный высоковольтным диэлектриком с расположенным в нем проводящим контейнером, источником ускоряющего напряжения, размещенным вне проводящего заземленного корпуса и подключенным к проводящему контейнеру через высоковольтный кабель и кабельный ввод, запаянной нейтронной трубкой, имеющей два ускоряющих промежутка, разделенных ускоряющим электродом, мишень которой электрически соединена с заземленным корпусом, корпус источника ионов размещен в объеме проводящего контейнера, а напряжения на ускоряющий электрод трубки подается с резисторов, включенных между проводящим заземленным корпусом и контейнером и образующих делитель (Авт. св. №1061687, МПК Н05Н 3/00, 23.05.1989).

Недостатками устройства являются значительные габариты и повышенное энергопотребление. Аналог имеет значительные габариты из-за того, что источник ускоряющего напряжения размещен в отдельном корпусе и в состав генератора входит высоковольтный кабель и два кабельных ввода. Аналог также имеет повышенное энергопотребление из-за того, что промежуточное напряжение на ускоряющий электрод трубки подается через делитель, в котором выделяется значительная мощность. Для обеспечения эффективного распределения напряжения между электродами трубки ток через делитель должен превосходить ток трубки и энергия, потребляемая делителем должна превосходить энергию, выделяемую в трубке. Таким образом, использование делителя увеличивает энергопотребление генератора нейтронов.

Известен генератор нейтронов, содержащий проводящий заземленный корпус, заполненный высоковольтным диэлектриком с расположенным в нем проводящим контейнером, запаянной нейтронной трубкой, мишень которой электрически соединена с заземленным корпусом, а корпус источника ионов размещен в объеме проводящего контейнера, источник ускоряющего напряжения, включенный между проводящим заземленным корпусом и проводящим контейнером (Патент РФ №2357387, МПК Н05Н 3/06, 27.05.2009). Данное техническое решение принято в качестве прототипа.

Недостатком прототипа является низкая надежность. Нейтронная трубка является высоковольтным газоразрядным прибором. При ее эксплуатации, особенно на стадии высоковольтной тренировки, регулярно возникают высоковольтные пробои. Эти пробои могут возникать между источником ионов и ускоряющим электродом. В результате пробоя между источником ионов и ускоряющим электродом в образующемся разрядном канале, выделяется значительная часть энергии, запасенной в конструктивной емкости между проводящим заземленным корпусом и проводящим контейнером, находящимся под высоким положительным потенциалом. Такой пробой может приводить к повреждениям электродов и оболочки трубки и к выходу генератора нейтронов из строя. В результате пробоя между корпусом источника ионов и ускоряющим электродом все ускоряющее напряжение может быть приложено к зазору между ускоряющим электродом и мишенью, что приведет к его пробою и возможному выходу генератора из строя.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности генератора нейтронов.

Технический результат достигается за счет того, что генератор нейтронов содержит проводящий заземленный корпус, заполненный высоковольтным диэлектриком с расположенным в нем проводящим контейнером, запаянной нейтронной трубкой, имеющей два ускоряющих промежутка, разделенных ускоряющим электродом, мишень которой электрически соединена с заземленным корпусом, а корпус источника ионов размещен в объеме проводящего контейнера, источником ускоряющего напряжения, включенным между проводящим заземленным корпусом и проводящим контейнером. Генератор нейтронов отличается тем, что источник ускоряющего напряжения состоит из двух последовательно соединенных высоковольтных источников, выход первого из которых соединен с входом второго и соединен с ускоряющим электродом через высоковольтный резистор, а выход второго соединен через балластный резистор с проводящим контейнером, параллельно высоковольтному резистору, соединяющему первый источник с ускоряющим электродом, последовательно включены диод катодом к первому высоковольтному источнику и демпфирующий резистор, одновременно между ускоряющим электродом и проводящим заземленным корпусом включен конденсатор, а между проводящим контейнером и корпусом источника ионов включен токоограничивающий резистор.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором схематично представлен генератор нейтронов, где 1 - проводящий заземленный корпус, 2 - высоковольтный диэлектрик, 3 - проводящий контейнер, 4 - запаянная нейтронная трубка, 5 - ускоряющий электрод запаянной нейтронной трубки, 6 - мишень запаянной нейтронной трубки, 7 - корпус источника ионов, 8 - источник ускоряющего напряжения, состоящий из двух последовательно соединенных высоковольтных источников 9 и 10, R1 - высоковольтный резистор, R2 - демпфирующий резистор, R3 - балластный резистор, R4 - токоограничивающий резистор, VD - диод, С1 - конденсатор, С2 - конструктивный конденсатор, образованный проводящим контейнером 3 и проводящим заземленным корпусом 1.

Генератор работает следующим образом.

От источника ускоряющего напряжения 8 на корпус источника ионов 7 через последовательно соединенные балластный резистор R3 и токоограничивающий резистор R4 относительно проводящего заземленного корпуса 1 подается суммарное ускоряющее напряжение двух источников 9 и 10. Между корпусом источника ионов 7 и мишенью 6 запаянной ускорительной трубки 4 возникает ускоряющее электрическое поле. Проводящий контейнер 3 подключен к точке соединения резисторов R3 и R4. На ускоряющий электрод 5 запаянной нейтронной трубки 4 и конденсатор С1 подается напряжение первого источника 9 через высоковольтный резистор R1. Диод VD в этом случае закрыт. Ионы, возникающие в источнике ионов 7, ускоряются в электрическом поле двух зазоров: между источником ионов 7 и ускоряющим электродом 5, а затем между ускоряющим электродом 5 и мишенью 6. Ускоренные ионы попадают на мишень 6 нейтронной трубки и в результате ядерных реакций при взаимодействии ускоренных ионов с веществом мишени возникают нейтроны.

Нейтронная трубка, являясь высоковольтным электровакуумным устройством, допускает отдельные пробои, которые возникают не только во время высоковольтной тренировки, но и во время эксплуатации генератора нейтронов. Вероятным местом пробоя в трубке является зазор между корпусом источника ионов 7 и ускоряющим электродом 5. В результате такого пробоя заряд конструктивного конденсатора С2 стекает на корпус 1 по цепи: токоограничивающий резистор R4, корпус источника ионов 7, разрядный промежуток, ускоряющий электрод 5, конденсатор С1. При этом дополнительно заряжается конденсатор С1 и на нем возникает дополнительное напряжение и увеличивается вероятность пробоя зазора ускоряющий электрод 5 - мишень 6. Ток разряда ограничивается резистором R4 и в нем поглощается запасенная энергия конструктивного конденсатора С2 и, таким образом, уменьшается энергия, приводящая к повреждению электродов трубки и изолятора в области канала разряда. Величина дополнительного напряжения конденсатора С1 определяется соотношением емкостей С1 и С2. Чем больше емкость конденсатора С1, тем меньше дополнительное напряжение на нем и ускоряющем электроде 5 и меньше вероятность пробоя. Установка конденсатора С1 уменьшает дополнительное напряжение на ускоряющем электроде 5 и тем самым увеличивает надежность генератора. Дополнительное напряжение конденсатора С1 приводит к открыванию диода VD и стеканию дополнительного заряда на проводящий заземленный корпус 1 через демпфирующий резистор R2 и источник питания 9. Таким образом исключается возможность накопления дополнительного заряда на конденсаторе С1 и рост напряжения на ускоряющем электроде 5. Демпфирующий резистор R2 ограничивает ток через диод VD и подавляет колебания, возникающие в цепи питания ускоряющего электрода во время переходного процесса. Таким образом наличие конденсатора С1 и демпфирующего резистора R2 приводит к уменьшению напряжения на ускоряющем электроде 5 и тем самым увеличивает надежность генератора. В случае пробоя двух зазоров трубки одновременно: корпус источника ионов 7 - ускоряющий электрод 5 и ускоряющий электрод 5 - мишень 6, резисторы R1 и R3 ограничивают токи разряда источника ускоряющего напряжения 8 по двум цепям разряда и поглощают накопленную в нем энергию, тем самым уменьшая повреждения на электродах трубки и изоляторе.

Таким образом, генератор обладает повышенной надежностью за счет уменьшения вероятности пробоя зазора ускоряющий электрод 5 - мишень 6 за счет уменьшения дополнительного напряжения на ускоряющем электроде 5 и за счет уменьшения энергии, идущей на повреждение электродов и изолятора трубки в области канала разряда.

Генератор нейтронов, содержащий проводящий заземленный корпус, заполненный высоковольтным диэлектриком с расположенным в нем проводящим контейнером, запаянной нейтронной трубкой, имеющей два ускоряющих промежутка, разделенных ускоряющим электродом, мишень которой электрически соединена с заземленным корпусом, а корпус источника ионов размещен в объеме проводящего контейнера, источником ускоряющего напряжения, включенным между проводящим заземленным корпусом и проводящим контейнером, отличающийся тем, что источник ускоряющего напряжения состоит из двух последовательно соединенных высоковольтных источников, выход первого из которых соединен с входом второго и соединен с ускоряющим электродом через высоковольтный резистор, а выход второго соединен через балластный резистор с проводящим контейнером, параллельно высоковольтному резистору, соединяющему первый источник с ускоряющим электродом, последовательно включены диод катодом к первому высоковольтному источнику и демпфирующий резистор, одновременно между ускоряющим электродом и проводящим заземленным корпусом включен конденсатор, а между проводящим контейнером и корпусом источника ионов включен токоограничивающий резистор.
Генератор нейтронов
Генератор нейтронов
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 192.
10.01.2013
№216.012.19d7

Устройство для преобразования неэлектрической величины в электрический сигнал

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для измерения механических величин и может быть использовано в средствах автоматизации контроля технологических процессов. Устройство содержит первичный преобразователь, источник питания первичного преобразователя, датчик температуры...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472107
Дата охранного документа: 10.01.2013
27.01.2013
№216.012.20ec

Сейсмометр

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к области сейсмометрии. Заявлен сейсмометр, содержащий основание, два упругих элемента, кронштейн, две магнитные системы, многосекционную катушку, расположенную между магнитопроводами и полюсными наконечниками магнитных систем,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473929
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.01.2013
№216.012.2141

Широкополосное двухкомпонентное приемное антенное устройство

Устройство относится к радиоприемной технике и может быть использовано в области радиопеленгации, радионавигации и радиомониторинга. Техническим результатом изобретения является улучшение поляризационной развязки между взаимно ортогональными приемными антеннами и снижение ошибки определения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474014
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.02.2013
№216.012.2cec

Блок излучателя нейтронов

Изобретение относится к области физического приборостроения, в частности к источникам нейтронного излучения, и предназначено для использования при разработке нейтронных и рентгеновских генераторов. Техническим результатом изобретения являются повышение надежности и срока службы генератора,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477027
Дата охранного документа: 27.02.2013
10.03.2013
№216.012.2ec2

Сейсмометр

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к сейсмометрии, и может быть использовано при осуществлении геологоразведочных работ. Заявлен сейсмометр, содержащий основание, два упругих элемента, кронштейн, две магнитные системы, многосекционную катушку, генератор синусоидальных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477501
Дата охранного документа: 10.03.2013
20.03.2013
№216.012.3017

Датчик абсолютного давления

Изобретение относится к измерительным приборам и может быть использовано для измерения малых величин абсолютных давлений. Техническим результатом изобретения является повышение точности измерения малых давлений и при перегрузках, многократно превышающих диапазон измеряемого давления. Датчик...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477846
Дата охранного документа: 20.03.2013
20.04.2013
№216.012.37fb

Аксиальная электронная пушка

Изобретение относится к области нанесения покрытий, нагревания и плавки металла в вакууме. Техническим результатом изобретения является обеспечение стабильности тока и параметров электронного луча в условиях проведения длительных технологических процессов, повышение эффективности использования...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479884
Дата охранного документа: 20.04.2013
10.06.2013
№216.012.49e3

Устройство для определения направления на источник сигнала

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к пеленгаторам. Достигаемый технический результат - уменьшение помех при регистрации кратковременных полезных сигналов путем предварительного поиска и режекции частот источников помех. Технический результат достигается тем, что...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484495
Дата охранного документа: 10.06.2013
20.06.2013
№216.012.4da1

Устройство для измерения инфразвуковых колебаний среды

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к области измерения инфразвуковых колебаний газообразной или жидкой среды. Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемым изобретением, является повышение точности измерения. Технический результат достигается тем, что устройство для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485455
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.06.2013
№216.012.4da5

Способ измерения интервалов времени между импульсами излучения

Способ относится к исследованию однократных быстропротекающих физических процессов, сопровождаемых световым и инфракрасным излучением, в частности формированием импульсов света длительностью около 0,2 мкс, количество которых может достигать величины порядка 10. В способе измерения интервалов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485459
Дата охранного документа: 20.06.2013
Показаны записи 1-10 из 160.
10.01.2013
№216.012.19d7

Устройство для преобразования неэлектрической величины в электрический сигнал

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для измерения механических величин и может быть использовано в средствах автоматизации контроля технологических процессов. Устройство содержит первичный преобразователь, источник питания первичного преобразователя, датчик температуры...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472107
Дата охранного документа: 10.01.2013
27.01.2013
№216.012.20ec

Сейсмометр

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к области сейсмометрии. Заявлен сейсмометр, содержащий основание, два упругих элемента, кронштейн, две магнитные системы, многосекционную катушку, расположенную между магнитопроводами и полюсными наконечниками магнитных систем,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473929
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.01.2013
№216.012.2141

Широкополосное двухкомпонентное приемное антенное устройство

Устройство относится к радиоприемной технике и может быть использовано в области радиопеленгации, радионавигации и радиомониторинга. Техническим результатом изобретения является улучшение поляризационной развязки между взаимно ортогональными приемными антеннами и снижение ошибки определения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474014
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.02.2013
№216.012.2cec

Блок излучателя нейтронов

Изобретение относится к области физического приборостроения, в частности к источникам нейтронного излучения, и предназначено для использования при разработке нейтронных и рентгеновских генераторов. Техническим результатом изобретения являются повышение надежности и срока службы генератора,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477027
Дата охранного документа: 27.02.2013
10.03.2013
№216.012.2ec2

Сейсмометр

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к сейсмометрии, и может быть использовано при осуществлении геологоразведочных работ. Заявлен сейсмометр, содержащий основание, два упругих элемента, кронштейн, две магнитные системы, многосекционную катушку, генератор синусоидальных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477501
Дата охранного документа: 10.03.2013
20.03.2013
№216.012.3017

Датчик абсолютного давления

Изобретение относится к измерительным приборам и может быть использовано для измерения малых величин абсолютных давлений. Техническим результатом изобретения является повышение точности измерения малых давлений и при перегрузках, многократно превышающих диапазон измеряемого давления. Датчик...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477846
Дата охранного документа: 20.03.2013
20.04.2013
№216.012.37fb

Аксиальная электронная пушка

Изобретение относится к области нанесения покрытий, нагревания и плавки металла в вакууме. Техническим результатом изобретения является обеспечение стабильности тока и параметров электронного луча в условиях проведения длительных технологических процессов, повышение эффективности использования...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479884
Дата охранного документа: 20.04.2013
10.06.2013
№216.012.49e3

Устройство для определения направления на источник сигнала

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к пеленгаторам. Достигаемый технический результат - уменьшение помех при регистрации кратковременных полезных сигналов путем предварительного поиска и режекции частот источников помех. Технический результат достигается тем, что...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484495
Дата охранного документа: 10.06.2013
20.06.2013
№216.012.4da1

Устройство для измерения инфразвуковых колебаний среды

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к области измерения инфразвуковых колебаний газообразной или жидкой среды. Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемым изобретением, является повышение точности измерения. Технический результат достигается тем, что устройство для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485455
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.06.2013
№216.012.4da5

Способ измерения интервалов времени между импульсами излучения

Способ относится к исследованию однократных быстропротекающих физических процессов, сопровождаемых световым и инфракрасным излучением, в частности формированием импульсов света длительностью около 0,2 мкс, количество которых может достигать величины порядка 10. В способе измерения интервалов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485459
Дата охранного документа: 20.06.2013
+ добавить свой РИД