一种冷阴极潘宁源中子管制造技术

本发明专利技术涉及一种冷阴极潘宁源中子管，包括：中子管靶、加速电极、离子源外罩、引出阴极、阳极筒、对阴极、磁钢组合、储存器、管体、靶底座和离子源底座；所述靶底座和所述离子源底座设置在所述管体的左右两侧，从所述靶底座到所述离子源底座方向依次设置所述中子管靶、所述加速电极和所述离子源外罩；所述离子源外罩覆盖在所述引出阴极、所述阳极筒、所述对阴极、所述磁钢组合和所述储存器外部，所述磁钢组合安装在所述离子源外罩和所述储存器形成的空间中间,所述磁钢组合同时产生轴向和径向磁场。本发明专利技术采用能同时产生轴向和径向磁场的磁钢组合，解决了现有中子管产额低、寿命短的问题。寿命短的问题。寿命短的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种冷阴极潘宁源中子管


[0001]本专利技术涉及中子源领域，尤其涉及一种冷阴极潘宁源中子管。

技术介绍

[0002]中子管是一种利用氘氘或氘氚聚变反应产生高能中子的小型化加速器式中子源，它将离子源、加速电极、靶等设备，全部密封在一个小型真空管内，在外界控制器和电源作用下，离子源产生的氘或氘氚混合离子束经加速后轰击在靶上，发生氘氘或氘氚聚变反应，产生高能中子。中子管具有小型便携、可关断、安全可控、操作简便等优势，可用于油气测井、矿产勘探、工业原料成分分析、毒品和爆炸物检测等领域，发展前景广阔。
[0003]目前国内中子管性能水平相比国外较低，其中一个主要原因就是国产中子管内离子源电离效率低，引出离子束成分复杂，单原子占比低，加上加速过程中离子束散射、溅射损耗等问题，最终轰击在靶上产生的中子较少，造成国产中子管产额低、寿命短等一系列问题。为解决上述问题，本专利专利技术了一种冷阴极潘宁源中子管。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种冷阴极潘宁源中子管，解决离子源电离效率低，离子束中单原子占比低，离子束加速过程中存在散射、溅射损耗等问题，从而提高中子管产额，延长中子管寿命。
[0005]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种冷阴极潘宁源中子管，包括：中子管靶、加速电极、离子源外罩、引出阴极、阳极筒、对阴极、磁钢组合、储存器、管体、靶底座和离子源底座；所述靶底座和所述离子源底座设置在所述管体的左右两侧，从所述靶底座到所述离子源底座方向依次设置所述中子管靶、所述加速电极和所述离子源外罩，所述离子源外罩覆盖在所述引出阴极、所述阳极筒、所述对阴极、所述磁钢组合和所述储存器外部，所述磁钢组合安装在所述离子源外罩和所述储存器形成的空间中间，所述磁钢组合内部安装所述阳极筒，所述引出阴极和所述对阴极对称设置在所述阳极筒左右两侧，所述磁钢组合为由多组磁性材料充磁而制作成的镂空部件，所述磁钢组合产生轴向磁场和径向磁场。
[0006]本专利技术的有益效果是：本专利技术采用能同时产生轴向磁场和径向磁场的磁钢组合结构，相比于传统磁钢的单一轴向磁场，径向磁场作用于阳极筒边缘处，可以减少电子在阳极筒上的损耗，提高电离效率和单原子离子比，同时降低放电电流，降低离子源功耗，从而提高中子管产额，延长中子管寿命。
[0007]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。
[0008]进一步，所述离子源外罩为一端开放的壳体结构，所述离子源外罩安装在靠近所述离子源底座侧，所述离子源外罩开放端和所述离子源底座连接。
[0009]采用上述进一步方案的有益效果是：离子源外罩为离子源内部部件引出阴极、阳极筒、对阴极、磁钢组合和储存器提供必要的保护，同时离子源外罩上设置开口，供从离子源引出离子束。
[0010]进一步，所述引出阴极和所述对阴极面向阳极筒一侧表面为纳米结构，且采用曲率半径很小的尖端发射体。
[0011]采用上述进一步方案的有益效果是：引出阴极、对阴极面向阳极筒一侧表面采用纳米结构，具有良好的场致发射特性，不仅对外界电压需求低，而且提供电子数量多，也提高了电离效率，引出阴极和所述对阴极连接外部电压有利于和阳极筒结合形成电压差，为形成电场提供必要条件。
[0012]进一步，所述阳极筒为两端贯通的圆筒状结构，所述阳极筒通过电极连接外部电压。
[0013]采用上述进一步方案的有益效果是：阳极筒连接外部电压，有利于为分别与引出阴极和对阴极构成两个反向电场提供必要条件。
[0014]进一步，所述储存器内储存氘气或氘氚混合气体，所述储存器内部包含有吸氢能力的材料和加热部件，所述储存器安装在所述管体内部且靠近所述离子源底座侧，所述储存器通过电极连接外部电源。
[0015]采用上述进一步方案的有益效果是：储存器内部结构有利于在加热部件升温时，将气体释放到离子源内，储存器通过电极连接外部电源能为加热部件升温提供能量。
[0016]进一步，所述加速电极通过电极连接外部电压。
[0017]采用上述进一步方案的有益效果是：加速电极连接外部高压生成加速电场，对离子束进行加速。
[0018]进一步，一种冷阴极潘宁源中子管，还包括引出电极，所述引出电极设置在加速电极和离子源外罩之间，所述引出电极通过电极连接外部正电压或负电压。
[0019]采用上述进一步方案的有益效果是：引出电极加负压时，分段电极有利于使加速电场更均衡、稳定，减少离子束散射、溅射问题；加正压时，阻碍束流被引出，具有良好的锐截止特性，能形成频率特性更好的脉冲束流。
[0020]进一步，所述引出阴极中间设置第一离子束引出孔，所述加速电极中间设置第二离子束引出孔，所述引出电极中间设置第三离子束引出孔，所述离子源外罩在远离所述离子源底座一端的中间设置第四离子束引出孔，所述第一离子束引出孔、所述第二离子束引出孔、所述第三离子束引出孔和所述第四离子束引出孔中心设置于同轴心上。
[0021]采用上述进一步方案的有益效果是：将第一离子束引出孔、第二离子束引出孔、第三离子束引出孔和第四离子束引出孔中心设置于同轴心上，有利于离子束顺畅地穿过加速电极和引出电极，减少离子束撞击电极而引起的不必要损耗。
附图说明
[0022]图1为本专利技术实施例提供的中子管结构示意图；
[0023]图2为本专利技术实施例提供的磁钢结构示意图一；
[0024]图3为本专利技术实施例提供的磁钢结构示意图二；
[0025]图4为本专利技术实施例提供的磁钢结构示意图三；
[0026]图5为本专利技术实施例提供的磁钢结构轴向充磁示意图；
[0027]图6为本专利技术实施例提供的磁钢结构径向充磁示意图。
[0028]附图中，各标号所代表的部件列表如下：
[0029]1、中子管靶；2、加速电极；3、引出电极；4、离子源外罩；5、引出阴极；6、阳极筒；7、对阴极；8、磁钢组合；9、储存器；10、管体；11、靶底座；12、离子源底座；13、第一离子束引出孔；14、第二离子束引出孔；15、第三离子束引出孔；16、第四离子束引出孔；17、轴向磁钢；18、径向磁钢；19、圆环磁钢。
具体实施方式
[0030]以下对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。
[0031]特征：如图1所示，一种冷阴极潘宁源中子管，包括：中子管靶1、加速电极2、离子源外罩4、引出阴极5、阳极筒6、对阴极7、磁钢组合8、储存器9、管体10、靶底座11和离子源底座12；所述靶底座11和所述离子源底座12设置在所述管体10的左右两侧，从所述靶底座11到所述离子源底座12方向依次设置所述中子管靶1、所述加速电极2和所述离子源外罩4，所述离子源外罩4覆盖在所述引出阴极5、所述阳极筒6、所述对阴极7、所述磁钢组合8和所述储存器9外部，所述磁钢组合8安装在所述离子源外罩4和所述储存器9形成的空间中间，所述磁钢组合8内部安装所述阳极筒6，所述引出阴极5和所述对阴极7对称设置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种冷阴极潘宁源中子管，其特征在于，包括：中子管靶(1)、加速电极(2)、离子源外罩(4)、引出阴极(5)、阳极筒(6)、对阴极(7)、磁钢组合(8)、储存器(9)、管体(10)、靶底座(11)和离子源底座(12)；所述靶底座(11)和所述离子源底座(12)设置在所述管体(10)的左右两侧，从所述靶底座(11)到所述离子源底座(12)方向依次设置所述中子管靶(1)、所述加速电极(2)和所述离子源外罩(4)，所述离子源外罩(4)覆盖在所述引出阴极(5)、所述阳极筒(6)、所述对阴极(7)、所述磁钢组合(8)和所述储存器(9)外部，所述磁钢组合(8)安装在所述离子源外罩(4)和所述储存器(9)形成的空间中间，所述磁钢组合(8)内部安装所述阳极筒(6),所述引出阴极(5)和所述对阴极(7)对称设置在所述阳极筒(6)左右两侧，所述磁钢组合(8)为由多组磁性材料充磁而制作成的镂空部件，所述磁钢组合(8)产生轴向磁场和径向磁场。2.根据权利要求1所述一种冷阴极潘宁源中子管，其特征在于，所述离子源外罩(4)为一端开放的壳体结构，所述离子源外罩(4)安装在靠近所述离子源底座(12)侧，所述离子源外罩(4)开放端和所述离子源底座(12)连接。3.根据权利要求1所述一种冷阴极潘宁源中子管，其特征在于，所述引出阴极(5)和所述对阴极(7)面向所述阳极筒(6)一侧表面为纳米结构。4.根据权利要求1所述一种冷阴极潘宁源中子管，其特征在于，所述阳极筒(6...

【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，
申请(专利权)人：中科超睿青岛技术有限公司，
类型：发明
国别省市：