NT50型中子管离子源放电电流研究
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摘要
中子管是一种密封型直线加速器式中子源。与普通的同位素中子源相比,其中子产额高,能谱单色性好,无γ本底,并可产生脉冲中子。与反应堆或加速器中子源相比,消耗功率小,无须真空系统和冷却设备,不必更换氚靶。具有体积小、重量轻、操作简单,维护管理方便,中子输出可控制等优点。便于携带或移动,适于流动辐照或现场辐照,而其成本却低得多,因而适于推广应用。
中子管已在工农业生产、国防科研、教学实验等领域有广泛应用,特别是在石油测井技术中发挥了重要作用;社会需要又促进了中子应用技术的迅速发展,中子管技术将原子核技术、电真空技术和电子技术融合在一起,形成一门近乎独立的技术分支。
目前中子管的种类比较多,产生中子的原理基本相同。区别在于不同中子产额中子管的结构尺寸不同,离子源选取的不同,所以离子源放电特性也不尽相同。东北师范大学辐射技术研究所研制的NT50型中子管离子源,采用潘宁放电原理。放电电流的大小和中子管中真空度的高低、加在阴极和阳极之间电压的高低以及外部磁场强度有直接关系。
在本实验中,我们通过简易的实验装置,模拟NT50中子管中潘宁离子源放电的整个过程。测量放电电流与离子源电压和管内压强、以及外加磁场的关系,做出它们对应关系的相应曲线。进行数据分析,得到放电规律。从而确定离子源结构,找出离子源的最佳工作状态和工作参数,提高中子管产品质量。
Investigations into the making of sealed-off neutron tubes are mentioned here . Neutron tubes are a new kind of gas-discharge tube. The ions produced in a Penning ion source (a mixture of deuterons and tritons are used) are accelerated by a single-stage accelerating system to a certain potential. Comparing to other reactors or accelerators, the neutron generator has its own advantage, little cubage, light weight, easily operated, conveniently managed, etc. It also has low cost, so it suits to be generalized.Neutron generator has been widely used in many areas, such as in production of industry and agriculture, national defence, teaching experiment, especially in oil-well logging. At one time, the social demand improved the neutron generator's development. The technique of neutron generator syncretized many areas, and has become a independent technique.Now, there are several kinds of neutron generators existed. They have the same principle to create the neutron, the difference between them is that, different yield neutron generator has different structure size, different ion resource, so the characteristic of ion resource discharge is also different. The NT50 neutron generator, produced by Radiation Technology Institute of Northeast Normal University, uses the Penning ion source, has gained a good neutron yield.By this experiment, we study the characteristic of NT50 Neutron Generator discharge. Measure the relation of discharge current, ion source voltage and the inner pressure. Using computer, we draw the corresponding curve of three parameters above. Analyze data, gain the rule of ion source discharge., Then, we can find the ion source's prime working state and working parameter, improve the Neutron Generator's quality.
中子管已在工农业生产、国防科研、教学实验等领域有广泛应用,特别是在石油测井技术中发挥了重要作用;社会需要又促进了中子应用技术的迅速发展,中子管技术将原子核技术、电真空技术和电子技术融合在一起,形成一门近乎独立的技术分支。
目前中子管的种类比较多,产生中子的原理基本相同。区别在于不同中子产额中子管的结构尺寸不同,离子源选取的不同,所以离子源放电特性也不尽相同。东北师范大学辐射技术研究所研制的NT50型中子管离子源,采用潘宁放电原理。放电电流的大小和中子管中真空度的高低、加在阴极和阳极之间电压的高低以及外部磁场强度有直接关系。
在本实验中,我们通过简易的实验装置,模拟NT50中子管中潘宁离子源放电的整个过程。测量放电电流与离子源电压和管内压强、以及外加磁场的关系,做出它们对应关系的相应曲线。进行数据分析,得到放电规律。从而确定离子源结构,找出离子源的最佳工作状态和工作参数,提高中子管产品质量。
Investigations into the making of sealed-off neutron tubes are mentioned here . Neutron tubes are a new kind of gas-discharge tube. The ions produced in a Penning ion source (a mixture of deuterons and tritons are used) are accelerated by a single-stage accelerating system to a certain potential. Comparing to other reactors or accelerators, the neutron generator has its own advantage, little cubage, light weight, easily operated, conveniently managed, etc. It also has low cost, so it suits to be generalized.Neutron generator has been widely used in many areas, such as in production of industry and agriculture, national defence, teaching experiment, especially in oil-well logging. At one time, the social demand improved the neutron generator's development. The technique of neutron generator syncretized many areas, and has become a independent technique.Now, there are several kinds of neutron generators existed. They have the same principle to create the neutron, the difference between them is that, different yield neutron generator has different structure size, different ion resource, so the characteristic of ion resource discharge is also different. The NT50 neutron generator, produced by Radiation Technology Institute of Northeast Normal University, uses the Penning ion source, has gained a good neutron yield.By this experiment, we study the characteristic of NT50 Neutron Generator discharge. Measure the relation of discharge current, ion source voltage and the inner pressure. Using computer, we draw the corresponding curve of three parameters above. Analyze data, gain the rule of ion source discharge., Then, we can find the ion source's prime working state and working parameter, improve the Neutron Generator's quality.
引文
[1] 魏宝杰,岳成波.自成靶陶瓷中子管的主要技术特点[J].《东北师大学报(自然科学版)》,1994,(1):83-86.
[2] 魏宝杰,NT802型自成靶陶瓷中子管的设计和制作,《东北师大学报(自然科学版)》 1990年增刊02期,1-6
[3] J. M. Verveke, K. N. Leung, J. Vujic. Development of a sealed-accelerator-tube neutron generator[J]. Applied Radiation and Isotopes., 53, 2000, 801-809
[4] Jani Reijonen, Tak Pui Lou, Bryan Tolmachoff and Ka-Ngo Leung. Compact neutron source development ant LBNL[J]. Applied Radiation and Isotopes, 2002
[5] 刘林茂,刘雨人,景士伟,中子发生器及其应用[M],北京:原子能出版社,2005,116-118
[6] 董艾平,可拆卸的密封中子管,《东北师大学报(自然科学版)》 1994年01期
[7] 梁峰,测井用系列密封中子管,《测井技术》 1994年06期
[8] J. Reijonen M. Eardley R. Gough R. Keller K. Leung R. Thomae D. Pickared and M. D. Williams, Improvent of the Lifetime of RF Antenna for Plasma Generation, Rev. Sci. Instrum. 71, 1134(2000)
[9] 董艾平 岳成波,自成靶中子管充氘方法,《东北师大学报(自然科学版)》 1990年增刊第二期
[10] 宋延淳,中子发生器检测仪,《石油仪器》 1996年06期
[11] J. Reijonen M. Eardley R. Keller, J. Kwan K. N. Leung D. Pickard, R. Thomae and M. D. Williams, Multicusp Ion Source for Inducton Linac Applications, Proceedings PAC 1999
[12] 李国锋 岳成波 魏宝杰,中子管高温性能研究,《东北师大学报(自然科学版)》 1997年01期
[13] Kim, J., Neutron sources using D-T mixed beams driven into solid target. Nucl. Instr. and Meth. 145,9-17 (1977).
[14] 金斗英,密封式中子管中电子电流形成过程,《吉林大学自然科学学报》 1998年01期
[15] 金斗英 苏荫权,利用永久磁场抑制中子管中的电子电流,《吉林大学自然科学学报》 1998年03期
[16] 李文杰,一种新型密封中子管的实验分析,《物理实验》 1998年01期
[17] Philips, J.A, The energy loss of low energy protons in some gases, Phys. Rev. 90,532(1953)
[18] 王忠山,《中子管应用技术》评介,《中国图书评论》1998年05期
[19] 李文生,密封中子发生器控制电路,《东北师大学报(自然科学版)》1990年增刊第二期
[20] 邓仁培 杨茂荣,集体离子加速中子源研制方案,《中子核科技报告》1999年00期
[21] 金斗英 金泰洙,中子管离子束系统,《吉林大学自然科学学报》 1995年04期
[22] 李三庆,测井用中子管寿命分析,《西安工业学院学报》 2001年04期
[23] 肖坤祥,周明贵,谈效华.潘宁离子源中电磁场和气压对氮气电离的影响[J].《真空电子技术》,2003,(6):26-38
[24] 岳成波 闫锡杰,微波离子源磁路研究,《物理实验》 1999年06期
[25] 邓玉福,用活化法测量自成靶陶瓷中子管的中子发生率,《核技术》 1998年08期
[26] 王逊 赵兴钰,DL—1型高压强真空计,《真空》 1997年02期
[27] 赵兴钰 王逊 石自光,DL—4型真空计,《真空》 1997年04期
[28] 王逊,常用真空计的测量范围及其性能,《真空》 2004年04期
[2] 魏宝杰,NT802型自成靶陶瓷中子管的设计和制作,《东北师大学报(自然科学版)》 1990年增刊02期,1-6
[3] J. M. Verveke, K. N. Leung, J. Vujic. Development of a sealed-accelerator-tube neutron generator[J]. Applied Radiation and Isotopes., 53, 2000, 801-809
[4] Jani Reijonen, Tak Pui Lou, Bryan Tolmachoff and Ka-Ngo Leung. Compact neutron source development ant LBNL[J]. Applied Radiation and Isotopes, 2002
[5] 刘林茂,刘雨人,景士伟,中子发生器及其应用[M],北京:原子能出版社,2005,116-118
[6] 董艾平,可拆卸的密封中子管,《东北师大学报(自然科学版)》 1994年01期
[7] 梁峰,测井用系列密封中子管,《测井技术》 1994年06期
[8] J. Reijonen M. Eardley R. Gough R. Keller K. Leung R. Thomae D. Pickared and M. D. Williams, Improvent of the Lifetime of RF Antenna for Plasma Generation, Rev. Sci. Instrum. 71, 1134(2000)
[9] 董艾平 岳成波,自成靶中子管充氘方法,《东北师大学报(自然科学版)》 1990年增刊第二期
[10] 宋延淳,中子发生器检测仪,《石油仪器》 1996年06期
[11] J. Reijonen M. Eardley R. Keller, J. Kwan K. N. Leung D. Pickard, R. Thomae and M. D. Williams, Multicusp Ion Source for Inducton Linac Applications, Proceedings PAC 1999
[12] 李国锋 岳成波 魏宝杰,中子管高温性能研究,《东北师大学报(自然科学版)》 1997年01期
[13] Kim, J., Neutron sources using D-T mixed beams driven into solid target. Nucl. Instr. and Meth. 145,9-17 (1977).
[14] 金斗英,密封式中子管中电子电流形成过程,《吉林大学自然科学学报》 1998年01期
[15] 金斗英 苏荫权,利用永久磁场抑制中子管中的电子电流,《吉林大学自然科学学报》 1998年03期
[16] 李文杰,一种新型密封中子管的实验分析,《物理实验》 1998年01期
[17] Philips, J.A, The energy loss of low energy protons in some gases, Phys. Rev. 90,532(1953)
[18] 王忠山,《中子管应用技术》评介,《中国图书评论》1998年05期
[19] 李文生,密封中子发生器控制电路,《东北师大学报(自然科学版)》1990年增刊第二期
[20] 邓仁培 杨茂荣,集体离子加速中子源研制方案,《中子核科技报告》1999年00期
[21] 金斗英 金泰洙,中子管离子束系统,《吉林大学自然科学学报》 1995年04期
[22] 李三庆,测井用中子管寿命分析,《西安工业学院学报》 2001年04期
[23] 肖坤祥,周明贵,谈效华.潘宁离子源中电磁场和气压对氮气电离的影响[J].《真空电子技术》,2003,(6):26-38
[24] 岳成波 闫锡杰,微波离子源磁路研究,《物理实验》 1999年06期
[25] 邓玉福,用活化法测量自成靶陶瓷中子管的中子发生率,《核技术》 1998年08期
[26] 王逊 赵兴钰,DL—1型高压强真空计,《真空》 1997年02期
[27] 赵兴钰 王逊 石自光,DL—4型真空计,《真空》 1997年04期
[28] 王逊,常用真空计的测量范围及其性能,《真空》 2004年04期
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