PL60584B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 20. X. 1970 60584 KI. 21 g, 21/01 MKP G 21 g, 3/04 ll&LIOTEKAj Wspóltwórcy wynalazku: Edward Chrusciel, Kazimierz Pieczora, Antoni Starzec, Zbigniew Krzepowski Wlasciciel patentu: Akademia Górniczo-Hutnicza (Instytut Techniki Jadrowej), Kraków (Polska) Lampa neutronowa ze zródlem jonów typu Penninga i Przedmiotem wynalazku jest lampa neutronowa ze zródlem jonów typu Penninga z zimnymi ka¬ todami, znajdujaea zastosowanie zwlaszcza w od- wiertowych sondach neutronowych i przenosnych generatorach neutronów.Znane sa lampy neutronowe ze zródlem jonów typu Penninga, z zarzonymi lub zimnymi kato¬ dami, które zawieraja magnes wzglednie elektro¬ magnes, osadzony na zewnetrznej stronie obudo¬ wy lampy. Takie usytuowanie magnesu powoduje zwiekszenie gabarytów lampy, ograniczajacych za¬ kres stosowania lamp w sondach odwiertowych.Lampy dotychczasowe, zwlaszcza lampy, majace rozbieralne zlacza, charakteryzuja sie znaczna po¬ jemnoscia elementów metalowych wzgledem obu¬ dowy, wskutek czego nie nastepuje pelne podwo¬ jenie wysokiego napiecia na elektrodzie, zawie¬ rajacej tarcze trytowa. Lampa z zarzona katoda wykazuje duze zuzycie mocy produkcyjnej oraz krótsza zywotnosc, spowodowana szybszym zuzy¬ ciem katody.W znanej lampie z zimna katoda, tarcza tryto¬ wa, umieszczona na metalowym precie, obniza jej wytrzymalosc mechaniczna na zlaczach „szklo — metal", a znaczne oddalenie tarczy od oslony po¬ woduje duze straty pradu jonowego na sciankach oslony tarczy. W wyniku tego lampa odznacza sie niewielkim pradem jonowym, wynoszacym okolo 13 uA.Celem wynalazku jest uproszczenie budowy lam¬ py neutronowej ze zródlem jonów typu Penninga oraz zwiekszenie pradu jonowego, wytwarzanego w tej lampie.Cel ten osiaga sie w lampie neutronowej ze zródlem jonów typu Penninga wedlug wynalazku, która sklada sie z metalowego pierscienia z osa¬ dzonym gniazdem z tarcza trytowa i deogniskuja- ca elektroda, wtopionego do szklanego cylindra, który zawiera staly magnes przylegajacy do ka¬ tody, z umieszczona wewnatrz anoda, przy czym cylinder, zawierajacy ponadto znany zasobnik de- uteru jest zakonczony cokolem z rurka pompo¬ wa i przepustami, doprowadzajacymi napiecie do anody i zasobnika deuteru.Lampa neutronowa ze zródlem jonów typu Pen¬ ninga wedlug wynalazku jest przedstawiona na rysunku w przekroju podluznym.Lampa sklada sie z metalowego pierscienia 1, wykonanego najkorzystniej z kowaru, który jest wtopiony do szklanego cylindra 2, wykonanego ze szkla kawarowego, zakonczonego cokolem 3 i prze¬ pustami 4 oraz pompowa rurka 5. W pierscieniu 1 jest osadzone gniazdo 6, wykonane z materialu o duzej pojemnosci cieplnej, w którym znajduje sie trytowa tarcza 7. Do gniazda 6 jest przy¬ twierdzona deogniskujaca elektroda 8 w postaci metalowego pierscienia o srednicy okolo 15 mm, znajdujaca sie w odleglosci okolo 15 mm od tar¬ czy 7.W cylindrze 1 od strony elektrody 8 miesci sie 605843 60584 4 zródlo jonów, zawierajace cylindryczna anode 9, wykonana z niklu lub kowaru, uimieiszczona w od¬ leglosci okolo 5 mim od katody 10, wspólsrodko- wo, wewnatrz katody 10, wykonanej z materialu o duzym wspólczynniku emisji elektronowej na przyklad z tantalu lub niklu. Katoda 10 ma ksztalt wydrazonego walca, majacego z jednej strony otwór 11, o srednicy równej 8 mm, z dru¬ giej — ksztaltowe denko 12. Pomiedzy denkiem 12 a podobnie uksztaltowanym jak ono uchwytem 13, znajduje sie staly magnes 14 w postaci wal¬ ca. Denko 12 i uchwyt 13 sa wyposazone we wspól- srodkowo usytuowane otworki, w których sa osa¬ dzone W szklanych izolatorkach 15 przepusty 4 wykonane z drutu kowarowego. Przepusty 4 sa przytwierdzone do anody 9, celem doprowadzenia do niej zasilajacego napiecia. Ponadto w cylin¬ drze 1 znajdujecie zasobnik 16 deuteru, umie¬ szczony pomiedzy magnesem 14 a cokolem 2 lampy.Przygotowanie do pracy lamipy wedlug wyna¬ lazku polega na tym, ze napelnia sie ja Reute¬ rem i nasyca nim zasobnik 16 talk, aby stosunek ilosci atomów deuteru do atomów tytanu wyno¬ sil 0,05 — 0,1. nastepnie podlacza sie zródlo na¬ piecia do zasobnika 16 deuteru, co powoduje jego rozgrzanie i uwolnienie czesci deuteru, zgroma¬ dzonego w zasobniku, w wyniku czego w lampie wytwarza sie cisnienie wynoszace od 10-2 do 10-3 tora. Przy tym cisnieniu poprzez przepusty 3 przy¬ klada sie do anody 9 napiecie, wynoszace od 800 do 1000 woltów. Wówczas pomiedzy anoda 9 a ka¬ toda 10 w obecnosci pola magnetycznego, wytwo¬ rzonego przez staly magnes 14, zachodzi wylado¬ wanie jarzeniowe. Dzieki wykonaniu katody z ma¬ terialu o duzym wspólczynniku emisji elektrono¬ wej, a takze w wyniku tego, ze ruch wybitych z katody elektronów odbywa sie po torach spi¬ ralnych, czestotliwosci zderzen z atomami deuteru jest duza i prowadzi do uzyskania pradu wylado¬ wania jarzeniowego, wynoszacego okolo 20 mA.Do gniazda 6 tarczy 7 przyklada sie wysokie napiecie, wynoszace okolo 120 kV, które powo¬ duje wyciagniecie czesci jonów przez otwór 11 katody 10. Przyspieszone, w wyniku róznicy po¬ tencjalów miedzy katoda 10 a tarcza trytowa 7, jony bombarduja trytowa tarcze 7, padajac na nia równomiernie poprzez deogniskujaca elektrode 8.Rozmiary elektrody 8 oraz odleglosc od tarczy 7 sa tak dobrane, aby zapobiec punktowemu rozgrza¬ niu tarczy 7 oraz aby na nia padalo przynajmniej 90 procent pradu jonowego. Lampa neutronowa wedlug wynalazku moze pracowac zarówno w spo¬ sób ciagly, jak i impulsowy.Dzieki uzyciu zimnej katody male sa straty mocy elektrycznej, a zastosowanie elektrody de- ogniskujacej wplywa na równomierne nagrzewanie sie tarczy trytowej, co zwieksza zywotnosc lam¬ py. Korzystnym jest równiez umieszczenie tarczy w gniezdzie, wykonanym z materialu o duzej po¬ jemnosci cieplnej, gdyz pozwala to na przejecie przez gniazdo ciepla, wydzielonego w tarczy przez bombardujace ja jony deuteru.Lampa odznacza sde malymi gabarytami, mia¬ nowicie dlugosc jej wynosi okolo 150 mm, a sred¬ nica okolo 30 mm. Te niewielkie rozmiary lampy, pozwalajace na zastosowanie jej do odwiertowych generatorów neutronowych, uzyskuje sie dzieki rozwiazaniu konstrukcyjnemu lampy, polegajace¬ mu ma umieszczeniu stalego magnesu wewnatrz lampy, a nie jak dotychczas na zewnetrznej stro¬ nie cylindra lampy. PL PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Lampa neutronowa ze zródlem jonów typu Penninga, zawierajaca tarcze trytowa, zródlo jonów z zimna katoda, magnes staly, zasob¬ nik deuteru oraz przepusty, doprowadzajace napiecie, znamienna tym, ze sklada sie z me¬ talowego pierscienia (1), który z jednej strony jest zakonczony gniazdem (6), z trytowa tar¬ cza (7), wyposazonym w deogniskujaca elek¬ trode (8), a z drugiej jest wtopiony do szklane¬ go cylindra (2), który zawiera staly magnes (14), przylegajacy do katody (10), z umieszczo¬ na wewnatrz anoda (9), przy czym cylinder (2), zawierajacy ponadto znany zasobnik (16) deu¬ teru, jest zakonczony cokolem (3) z pompowa rurka (5) i przepustami (4), doprowiadzajacymi napiecie zasilajace do anody (9).

2. Lampa wedlug zastrz. 1 znamienna tym, ze przytwierdzona do gniazda (6), wykonanego z materialu o duzej pojemnosci cieplnej, de¬ ogniskujaca metalowa elektroda (8), ma ksztalt pierscienia.

3. Lampa wedlug zastrz. 1 i 2 znamienna tym, ze anoda (9) jest umieszczona wspólsrodkowo wewnatrz katody (10), w odleglosci 5 mm od niej, zas katoda (10), wykonana z materialu o duzym wspólczynniku emisji elektronowej, na przyklad z niklu lub tantalu, ma ksztalt wydrazonego walca, majacego od .strony de- ogniskujacej elektrody (8), otwór (11), o sre¬ dnicy równej 8 mm, a z drugiej strony ksztal¬ towe denko (12), przy czym pomiedzy denkiem (12) a podobnie uksztaltowanym jak ono uchwy¬ tem (13) znajduje sie staly magnes (14), w po¬ staci walca. 10 15 20 25 30 35 40 45 50KI. 21 g, 21/01 60584 MKP G 21 g, 3/04 PL PL