一种压电式离子源中子管及中子发生器制造技术

本发明专利技术涉及一种压电式离子源中子管及中子发生器，该中子管包括中子靶、加速电极和压电离子源，压电离子源用于形成高压后电离气体，并形成离子束；中子靶安装在压电离子源的一侧，加速电极安装在中子靶和压电离子源之间，其用于连接外部高压并生成加速电场，该加速电场对离子束进行加速，使离子束轰击中子靶以产生中子。本发明专利技术的有益效果是结构简单，设计合理，采用压电式离子源，并利用材料的压电效应，直接在电极表面产生高压电场；该离子源直接在电极表面电离，无需外部升压电路，且无需专门的电离发生器，减小中子管体积，且具有制作方便、电压转换效率高、耐高压、耐潮湿、稳定性好等诸多优点，能够有效降低加工制造难度，降低生产成本。降低生产成本。降低生产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种压电式离子源中子管及中子发生器


[0001]本专利技术涉及中子源
，具体涉及一种压电式离子源中子管及中子发生器。

技术介绍

[0002]中子管是一种利用氘氘/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的真空管内，在外界控制器和电源作用下，离子源产生的氘/氘氚混合离子束经加速后轰击在靶上，发生氘氘/氘氚聚变反应，产生高能中子。
[0003]作为中子管的核心器件，离子源类型众多，目前主流的类型包括潘宁离子源、高频离子(RF)源、电子回旋共振(ECR)离子源、真空弧离子源等，但这些离子源都需要外接高压电源进行电离，所需电压越大，频率越高，则外部电源体积越大，结构越复杂，加工难度越高，价格越贵。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种压电式离子源中子管及中子发生器，旨在降低现有中子管对复杂高压电源的需求。
[0005]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
[0006]一种压电式离子源中子管，包括中子靶、加速电极和压电离子源，所述压电离子源用于形成高压后电离气体，并形成离子束；所述中子靶安装在所述压电离子源的一侧，所述加速电极安装在所述中子靶和所述压电离子源之间，其用于连接外部高压并生成加速电场，该加速电场对离子束进行加速，使离子束轰击所述中子靶产生中子。
[0007]本专利技术的有益效果是：工作时，首先，压电离子源用于形成高压后电离气体，并形成离子束；然后，加速电极连接外部高压并生成加速电场，该加速电场对离子束进行加速，使离子束轰击中子靶以产生中子。
[0008]本专利技术结构简单，设计合理，采用压电式离子源，并利用材料的压电效应，直接在电极表面产生高压电场；该离子源直接在电极表面电离，无需外部升压电路，且无需专门的电离发生器，减小中子管体积，且具有制作方便、电压转换效率高、耐高压、耐潮湿、稳定性好等诸多优点，能够有效降低加工制造难度，降低生产成本。
[0009]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。
[0010]进一步，所述压电离子源包括输入电极和输出电极，所述输入电极和所述输出电极安装在所述加速电极远离所述中子靶的一侧，且所述输入电极和所述输出电极之间还安装有绝缘件；所述输入电极用于连接交变电压控制器，并将电能转换为机械能且在其内部产生振动，该振动通过机械应力传导到所述输出电极，并在所述输出电极的表面通过压电效应形成高压电场，该高压电场电离气体并形成离子束。
[0011]采用上述进一步方案的有益效果是工作时，首先，输入电极用于连接交变电压控制器，并将电能转换为机械能且在其内部产生振动，该振动通过机械应力传导到输出电极，
并在输出电极的表面通过压电效应形成高压电场，该高压电场电离气体，并形成离子束；然后，加速电极连接外部高压并生成加速电场，该加速电场对离子束进行加速，使离子束轰击中子靶以产生中子。
[0012]进一步，所述输入电极、所述输出电极及所述绝缘件形成柱状结构。
[0013]采用上述进一步方案的有益效果是结构简单，设计合理，整齐美观。
[0014]进一步，所述压电离子源还包括保护外罩，所述保护外罩罩在所述输入电极和所述输出电极外，其靠近所述加速电极的一端设有用于供离子束穿过的引出孔。
[0015]采用上述进一步方案的有益效果是一方面，通过保护外罩对输入电极和输出电极进行保护；另一方面，保护外罩可将等离子体集成于一体，并全部由引出孔射出，有效增加后续产生中子的数量。
[0016]进一步，所述压电离子源还包括储存器，所述储存器安装在所述保护外罩内，用于储存与释放气体。
[0017]采用上述进一步方案的有益效果是工作时，通过储存器储存气体并进行加热，使得气体释放到输出电极的表面，以便后续气体的电离。
[0018]进一步，所述储存器采用具有吸氢能力的材料制成。
[0019]采用上述进一步方案的有益效果是结构简单，设计合理，方便快速产生气体，以便后续产生离子束。
[0020]进一步，所述加速电极呈圆筒状结构，其靠近所述中子靶的一端敞口，且其靠近所述保护外罩的一端上设有通孔，所述通孔与所述引出孔同轴分布。
[0021]采用上述进一步方案的有益效果是结构简单，设计合理，能够有效地快速加速离子束，保证后续所产生中子的数量。
[0022]采用上述进一步方案的有益效果是结构简单，设计合理，加速电极采用这种形状一方面方便离子束进入其内部，以便对离子束进行加速；另一方面可使得离子束有效的轰击中子靶，保证所产生中子的数量。
[0023]进一步，还包括外管，所述中子靶、所述加速电极及所述压电离子源分别安装在所述外管内，并沿所述外管的轴向依次分布。
[0024]采用上述进一步方案的有益效果是结构简单，设计合理，通过外管将各个部件集成于一体，使用方便。
[0025]本专利技术还涉及一种中子发生器，包括如上所述的压电式离子源中子管。
[0026]采用上述进一步方案的有益效果是本专利技术提供一种中子发生器，该中子发生器结构简单，设计合理，采用压电式离子源中子管作为核心器件。由于中子管利用材料的压电效应，直接在电极表面产生高压电场，无需复杂升压电路和电离发生器，显著减少中子发生器的体积，具有制作方便、电压转换效率高、耐高压、耐潮湿、稳定性好等诸多优点，能够有效降低加工制造难度，降低生产成本。
附图说明
[0027]图1为本专利技术的结构示意图。
[0028]附图中，各标号所代表的部件列表如下：
[0029]1、中子靶；2、加速电极；3、输入电极；4、输出电极；5、绝缘件；6、储存器；7、保护外
罩；8、引出孔；9、通孔；10、外管；11、底座。
具体实施方式
[0030]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0031]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0032]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压电式离子源中子管，其特征在于：包括中子靶(1)、加速电极(2)和压电离子源，所述压电离子源用于形成高压后电离气体，并形成离子束；所述中子靶(1)安装在所述压电离子源的一侧，所述加速电极(2)安装在所述中子靶(1)和所述压电离子源之间，其用于连接外部高压并生成加速电场，该加速电场对离子束进行加速，使离子束轰击所述中子靶(1)产生中子。2.根据权利要求1所述的压电式离子源中子管，其特征在于：所述压电离子源包括输入电极(3)和输出电极(4)，所述输入电极(3)和所述输出电极(4)安装在所述加速电极(2)远离所述中子靶(1)的一侧，且所述输入电极(3)和所述输出电极(4)之间还安装有绝缘件(5)；所述输入电极(3)用于连接交变电压控制器，并将电能转换为机械能且在其内部产生振动，该振动通过机械应力传导到所述输出电极(4)，并在所述输出电极(4)的表面通过压电效应形成高压电场，该高压电场电离气体并形成离子束。3.根据权利要求2所述的压电式离子源中子管，其特征在于：所述输入电极(3)、所述输出电极(4)及所述绝缘件(5)形成柱状结构。4.根据权利要求2所述的压电式离子源中子管，其特征在于：所述压电离子源...

【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：