一种多电极中子管及中子发生器制造技术

本技术提供了一种多电极中子管及中子发生器，属于中子源技术领域，其中，多电极中子管主要包括依次设置的气体调节器、离子源、抑制电极、开关电极、加速电极、中子靶和外壳；离子源用来产生等离子体，包括离子源外壳和设置于离子源外壳内侧的离子源阳极，离子源阳极与正直流电源连接；抑制电极与直流电源连接或接地设置，在抑制电极与离子源外壳之间形成抑制电场；开关电极与交变电源连接，在开关电极与抑制电极之间形成开关电场，用来控制所述目标离子的引出与阻止。抑制电场能够使目标离子沿离子通道向中子靶移动，同时抑制电子引出，将电子限制在离子源中，以保证稳定地产出离子束，保证离子束质量。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及中子源，特别涉及一种多电极中子管及中子发生器。

技术介绍

1、中子管是一种利用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、中子靶等设备，全部密封在一个真空腔体内，在外界控制器和电源的作用下，离子源产生离子束经加速后轰击在中子靶上，发生聚变反应，产生高能中子。中子管可以用于油气测井、矿产勘探、工业原料成分分析和爆炸物检测等领域。

2、在离子源外壳和加速电极之间可以设置电极，该电极与电源相连接，以实现对流通的离子束产生作用。但是，在中子管运行阶段，离子源中的电子外溢较多，无法稳定地产出的离子束，降低了产出的离子束质量。

技术实现思路

1、本申请针对现有技术中的缺点，提供一种多电极中子管及中子发生器，用以解决的离子源中的电子外溢较多，无法稳定地产出的离子束，降低了产出的离子束质量的技术问题。

2、第一个方面，本申请实施例提供了一种多电极中子管，包括依次设置的气体调节器、离子源、开关电极、加速电极、中子靶和外壳；其中，所述气体调节器设置在所述离子源一侧的所述外壳端盖上，用于提供产生目标离子的气体；所述离子源用来产生等离子体，包括离子源外壳和设置于所述离子源外壳内侧的离子源阳极，所述离子源阳极与正直流电源连接；在所述离子源运行阶段，所述离子源外壳带有正电压；所述加速电极与负直流电源连接；所述加速电极和所述开关电极之间形成有加速电场，用来将通过所述开关电极、且进入所述加速电场的所述目标离子进行加速，以轰击所述中子靶；还包括：抑制电极，设置于所述离子源和所述开关电极之间，使得所述离子源、所述抑制电极、所述开关电极、所述加速电极和所述中子靶依次轴向布置，且在所述离子源和所述中子靶之间形成有目标离子通道；所述抑制电极与直流电源连接或者接地设置，在所述抑制电极与所述离子源外壳之间形成抑制电场，用来抑制所述离子源中电子的引出。

3、根据本技术的实施例，所述开关电极与正负交变电源连接，所述开关电极与所述抑制电极之间形成开关电场，用来控制所述目标离子的引出与阻止；其中，在所述开关电极的电压为正电压的情况下，所述开关电场内的目标离子限制在所述开关电场内；在所述开关电极的电压为负电压的情况下，所述开关电场内的目标离子通过所述开关电极离开所述开关电场。

4、根据本技术的实施例，所述抑制电极设置有至少一个抑制电极通孔。

5、根据本技术的实施例，多个所述抑制电极通孔阵列分布。

6、根据本技术的实施例，所述开关电极设置有至少一个开关电极通孔。

7、根据本技术的实施例，多个所述开关电极通孔阵列分布。

8、根据本技术的实施例，所述抑制电极的电压小于所述离子源外壳的电压。

9、根据本技术的实施例，所述离子源外壳、所述抑制电极、所述开关电极和所述加速电极均设置有同轴的通孔结构，所述同轴的通孔结构形成所述目标离子通道。

10、根据本技术的实施例，所述离子源外壳与所述离子源阳极绝缘连接。

11、第二个方面，本申请实施例提供了一种中子发生器，包括：本申请前述实施例中任一项所述的多电极中子管。

12、本申请提供了一种多电极中子管及中子发生器，本申请的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：

13、在抑制电场的作用下，目标离子能够沿目标离子通道向中子靶移动，并抑制电子引出，以将电子限制在离子源中，减少甚至避免电子溢出，以保证稳定地产出离子束，保证离子束质量。

14、离子源阳极与直流电源连接以持续形成离子束，避免了离子源必须经过一定的时长才能完成等离子体建立并达到稳定状态所带来的电离延迟，以及离子流缓慢上升问题；开关电极与脉冲高压电源连接，以实现电开关电极压的正负交变，从而实现中子脉冲，这样可以加快上升沿速度，减少上升沿时长。

15、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

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【技术保护点】

1.一种多电极中子管，包括依次设置的气体调节器(7)、离子源(1)、抑制电极(2)、开关电极(3)、加速电极(4)、中子靶(5)和外壳(6)；其中，所述气体调节器(7)设置在所述离子源(1)一侧的所述外壳(6)端盖上，用于提供产生目标离子的气体；所述离子源(1)用来产生等离子体，包括离子源外壳(11)和设置于所述离子源外壳(11)内侧的离子源阳极(12)，所述离子源阳极(12)与正直流电源连接；在所述离子源(1)运行阶段，所述离子源外壳(11)带有正电压；所述加速电极(4)与负直流电源连接；所述加速电极(4)和所述开关电极(3)之间形成有加速电场，用来将通过所述开关电极(3)、且进入所述加速电场的所述目标离子进行加速，以轰击所述中子靶(5)；其特征在于，还包括：

2.根据权利要求1所述的多电极中子管，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的多电极中子管，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的多电极中子管，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的多电极中子管，其特征在于，

6.根据权利要求5所述的多电极中子管，其特征在于，p>

7.根据权利要求1所述的多电极中子管，其特征在于，

8.根据权利要求1所述的多电极中子管，其特征在于，

9.根据权利要求1-8中任一项所述的多电极中子管，其特征在于，

10.一种中子发生器，其特征在于，包括：

...

【技术特征摘要】

1.一种多电极中子管，包括依次设置的气体调节器(7)、离子源(1)、抑制电极(2)、开关电极(3)、加速电极(4)、中子靶(5)和外壳(6)；其中，所述气体调节器(7)设置在所述离子源(1)一侧的所述外壳(6)端盖上，用于提供产生目标离子的气体；所述离子源(1)用来产生等离子体，包括离子源外壳(11)和设置于所述离子源外壳(11)内侧的离子源阳极(12)，所述离子源阳极(12)与正直流电源连接；在所述离子源(1)运行阶段，所述离子源外壳(11)带有正电压；所述加速电极(4)与负直流电源连接；所述加速电极(4)和所述开关电极(3)之间形成有加速电场，用来将通过所述开关电极(3)、且进入所述加速电场的所述目标离子进行加速...

【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，请求不公布姓名，
申请(专利权)人：中科石金安徽中子技术有限公司，
类型：新型
国别省市：