專利名稱：高溫高壓小型激光氘-氘聚變中子管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高溫高壓激光中子源技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到激光等離子體D-D (氖-氘)聚變中子源。
技術(shù)背景石油測(cè)井學(xué)是石油科學(xué)技術(shù)的十大重要學(xué)科之一。中子測(cè)井或中子-中子時(shí)間 譜測(cè)井，及中子-俘獲伽馬測(cè)井或中子-俘獲伽馬能譜測(cè)井技術(shù)，其發(fā)展方向縣 用可控脈沖中子源。目前國(guó)內(nèi)觀阱用的可控脈沖中子管產(chǎn)謝氐、{頓壽命短，所使 用的加速器型D"T (氖"M)核反應(yīng)脈沖中子管，核反應(yīng)脈沖中子管中子產(chǎn)額低，約 108中子/秒，甚至107n/s，使用壽命僅幾十個(gè)小時(shí)， 一般不超過(guò)100小時(shí)。由于D-D (氖-氖)核反應(yīng)脈沖中子源產(chǎn)額太低，因此，目前尚沒(méi)有IH)核反應(yīng)脈沖中子管。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的一個(gè)技術(shù)問(wèn)題在于克月li:述可控脈沖中子管的缺點(diǎn)，提供一 種體積小、耐高溫、耐高壓、產(chǎn)額高、使用壽命長(zhǎng)的高溫高壓小型激光氘-氖聚變 中子管。解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是在管體內(nèi)壁上設(shè)置有絕緣層，管體內(nèi) 設(shè)置有陰極和位于陰極內(nèi)的陽(yáng)極，管體外的下端設(shè)置有與陰極相連接的陰極拐角和 與陽(yáng)極相連接的陽(yáng)極拐角，管體的頂端為透明體，管體內(nèi)充有氖氣。本發(fā)明的陰極 的外徑為40mm、內(nèi)徑為30 34mm、高為110 150mm，陰極的底部中心加工有孔徑 為20 23m的中心 L陽(yáng)極位于底部的中心 L內(nèi)，陽(yáng)極與陰極同軸，陽(yáng)極的直徑 為8 15mm、高為100 120mm，在管體內(nèi)充有氖氣。本發(fā)明您選的陰極內(nèi)徑為30 33mm、高為110 140mm、底部中心 L徑為20 22mm，陽(yáng)極的優(yōu)選直徑為8 14mm。本發(fā)明最佳的陰極內(nèi)徑為30,、高為130mm、底部的中心孔徑為22ram，最佳的 陽(yáng)極的外徑為10mm、高為120mm。本發(fā)明的管體內(nèi)充的氘氣壓力為520 550Pa。本發(fā)明的透明體為石英玻璃窗。本發(fā)明與現(xiàn)有的可控脈沖中子管相比，在管體內(nèi)充有氖氣，管體上端為透明體， 由激光器發(fā)射的激光穿過(guò)管體頂部的透明體照射到管體內(nèi)的氘氣，陰極和陽(yáng)極與20000 25000V高壓直流電源接通后，產(chǎn)生等離子體聚焦使氖氖聚變，發(fā)射能量為 2.45MeV的中子，中子產(chǎn)額達(dá)到109中子/脈沖，壽命長(zhǎng)達(dá)10000小時(shí)，可作為激光 等離子體(氘-氘)聚變中子源。本發(fā)明具有體積小、耐高溫、耐高壓、產(chǎn)額高、 4OT壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明是組成石油測(cè)井儀的一個(gè)器件，在15(TC或15(TC以上 高溫、80MPa或80MPa以上高壓的環(huán)境^#下，會(huì)g滿足中子-中子測(cè)井或中子 - 中 子時(shí)間譜測(cè)井，中子-俘獲伽馬測(cè)井或中子_俘獲伽馬能譜領(lǐng)拼。


圖1是發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明不限于這些實(shí)施例。實(shí)施例l在圖1中，本實(shí)施例的高溫高壓小型激光氖-氘聚變中子管由管體1、玻璃窗2、 陰極3、陽(yáng)極4、絕緣層5、陰極拐角6、陽(yáng)極拐角7聯(lián)接構(gòu)成。管體1為玻璃管體1或采用陶瓷管體1，管體1的外徑為50mm，在管體1的內(nèi) 壁曉結(jié)時(shí)燒結(jié)一層絕緣層5，管體1的頂部燒結(jié)固定有玻璃窗2,由激光源射出的 激光可從玻璃窗2射入導(dǎo)管體1內(nèi)，管體1外的下端外燒結(jié)固定有與管體1連為一 體的陰極拐角6和陽(yáng)極拐角7。在管體1內(nèi)與管體1同一條中心線的位置燒結(jié)固定 安裝有陰極3，陰極3與陰極拐角6連為一體，陰極3為筒狀結(jié)構(gòu)，陰極3的外徑 為40mm、內(nèi)徑為30mm、高為130mm，陰極3的底部中心位置加工有直徑為20mm的 中心孔。在管體l內(nèi)的中心位置燒結(jié)固定安裝有陽(yáng)極4，陽(yáng)極4正好位于陰極3底 部的中心孔內(nèi)，陽(yáng)極4與陰極3同一中心軸，陽(yáng)極4與陽(yáng)極拐角7燒結(jié)連為一體， 陽(yáng)極4為棒狀結(jié)構(gòu)，陽(yáng)極4的直徑為lOmm、高為120mm。將管體1內(nèi)抽至真空后，充 入純凈的氘氣體，充氖氣的壓力為520Pa。這種結(jié)構(gòu)的高溫高壓小型激光氖-織變中子管，i頓壽命長(zhǎng)達(dá)10000小時(shí)， 中子能量2.45MeV、中子產(chǎn)額達(dá)到109中子/脈沖的激光等離子體(氖-気)聚變中子源。本發(fā)明是組成石油測(cè)井儀的一個(gè)器件，在15(TC或15(TC以上高溫、80MPa或 80MPa以上高壓的環(huán)境^f牛下，能滿足中子-中子測(cè)井或中子-中子時(shí)間譜測(cè)井， 中子-俘獲伽馬測(cè)井或中子-俘獲伽馬能譜測(cè)井。本實(shí)施例高溫高壓小型激光氖-氘聚變中子管產(chǎn)生中子的原理如下 在150。C或150°C以上高溫、80MPa或80MPa以上高壓的環(huán)境條件下，由激光器 發(fā)射的激光穿過(guò)管體l頂部的透明體照射到管體l內(nèi)的氖氣，陰極3和陽(yáng)極4與20 25KV高壓直流電源接通后，在兩個(gè)電極之間的絕緣子上發(fā)生表面閃絡(luò)，放電通, 接陽(yáng)極4與陰極3，電 過(guò)放電通道的同時(shí)產(chǎn)生自磁場(chǎng)，電流和自磁場(chǎng)相互作用 產(chǎn)生的洛侖茲(Lorentz)力將使放電通道即等離子體電流鞘向外，同時(shí)也向上加 速運(yùn)動(dòng)，隨著放電的持續(xù)，電流鞘被加超陽(yáng)極4終端，然后在端部箍縮并形成很 細(xì)的高密度、高溫度等離子體聚焦，并使氖氖聚變，皿能量為2. 45MeV的中子。 實(shí)施例2在本實(shí)施例中，陰極3的外徑為40mm、內(nèi)徑為32mm、高為IIO咖，陰極3的底 部中心加工有孔徑為22mm的中心孔，陽(yáng)極4為棒狀結(jié)構(gòu)，陽(yáng)極4的外徑為8ram、高 為lOOmm。管體1內(nèi)抽至真空后，充入純凈的氖氣體，充氖氣的壓力為535Pa。其 它零部件以及零部件的聯(lián)接關(guān)系與實(shí)施例1相同。本實(shí)施例高溫高壓小型激光氖-氖聚變中子管產(chǎn)生中子的原理與實(shí)施例1相同。實(shí)施例3在本實(shí)施例中，陰極3的外徑為40mm、內(nèi)徑為34mm、高為150mm，陰極3的底 部中心加工有孑L徑為23mm的中心孔，陽(yáng)極4為棒狀結(jié)構(gòu)，陽(yáng)極4的外徑為15mm、 高為120mm。管體1內(nèi)抽至真空后，充入純凈的氖氣體，充氖氣的壓力為550Pa。 其它零部件以及零部件的聯(lián)接關(guān)系與實(shí)施例1相同。本實(shí)施例高溫高壓小型激光氖-氖聚變中子管產(chǎn)生中子的原理與實(shí)施例1相同。
權(quán)利要求
1. 一種高溫高壓小型激光氘-氘聚變中子管，在管體(1)內(nèi)壁上設(shè)置有絕緣層(5)，管體(1)內(nèi)設(shè)置有陰極(3)和位于陰極(3)內(nèi)的陽(yáng)極(4)，管體(1)外的下端設(shè)置有與陰極(3)相連接的陰極拐角(6)和與陽(yáng)極(4)相連接的陽(yáng)極拐角(7)，其特征在于管體(1)的頂端為透明體，管體(1)內(nèi)充有氘氣；所說(shuō)的陰極(3)的外徑為40mm、內(nèi)徑為30～34mm、高為110～150mm，陰極(3)的底部中心加工有孔徑為20～23mm的中心孔，陽(yáng)極(4)位于底部的中心孔內(nèi)，陽(yáng)極(4)與陰極(3)同軸，陽(yáng)極(4)的直徑為8～15mm、高為100～120mm，在管體(1)內(nèi)充有氘氣。
2、 按照權(quán)利要求1所述的高溫高壓小型激光氖-氘聚變中子管，其特征在于 其中陰極(3)內(nèi)徑為30 33mm、高為110 140 mm,陰極(3)的底部中心孑L徑為 20 22mm，陽(yáng)極(4)的直徑為8 14ram。
3、 按照權(quán)利要求1所述的高溫高壓小型激光氖-氖聚變中子管，其特征在于 其中陰極(3)內(nèi)徑為30mm、高為130mm，陰極(3)底部的中心孔徑為20mm，陽(yáng) 極(4)的外徑為lOmm、高為120mm。
4、 按照權(quán)利要求1所述的高溫高壓小型激光氖-氘聚變中子管，其特征在于 所說(shuō)在管體(1)內(nèi)充的氘氣的壓力為520 550Pa。
5、 按照權(quán)利要求1所述的高溫高壓小型激光気-気聚變中子管，其特征在于 所說(shuō)透明體為石英玻璃窗(2)。
全文摘要
一種高溫高壓小型激光氘-氘聚變中子管，在管體內(nèi)壁上設(shè)置有絕緣層，管體內(nèi)設(shè)置有陰極和位于陰極內(nèi)的陽(yáng)極，管體外的下端設(shè)置有與陰極相連接的陰極拐角和與陽(yáng)極相連接的陽(yáng)極拐角，管體的頂端為透明體，管體內(nèi)充有氘氣。本發(fā)明的陰極的外徑為40mm、內(nèi)徑為30～34mm、高為110～150mm，陰極的底部中心加工有孔徑為20～23mm的中心孔，陽(yáng)極位于底部的中心孔內(nèi)，陽(yáng)極與陰極同軸，陽(yáng)極的直徑為8～15mm、高為100～120mm，在管體內(nèi)充有氘氣。本發(fā)明具有體積小、耐高溫、耐高壓、產(chǎn)額高、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明是組成石油測(cè)井儀的一個(gè)器件，在150℃或150℃以上高溫、80MPa或80MPa以上高壓的環(huán)境條件下，能滿足中子-中子測(cè)井。
文檔編號(hào)H05H3/06GK101272656SQ200810018070
公開(kāi)日2008年9月24日 申請(qǐng)日期2008年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月28日
發(fā)明者龐巨豐 申請(qǐng)人:西安石油大學(xué)