專利名稱：高產(chǎn)額中子發(fā)生器的散熱機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高產(chǎn)額中子發(fā)生器的散熱技術(shù)，具體涉及一種新型中子發(fā)生器的散熱機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
中子管是一種小型加速器中子源，它把離子源、加速系統(tǒng)、靶和氣壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)全部密封在陶瓷管內(nèi)，構(gòu)成結(jié)構(gòu)簡單緊湊、使用方便的電真空器件。目前國內(nèi)生產(chǎn)的中子管都是采用引出正離子的潘寧(PIG)離子源，在靶端加-80KV -180KV的負(fù)加速高壓將離子源產(chǎn)生的氘(D)離子和氚(T)離子加速，并在靶上發(fā)生核反應(yīng)產(chǎn)生中子。在產(chǎn)生中子的同時(shí)，靶會(huì)發(fā)熱，如果不采取冷卻措施，靶溫會(huì)急劇升高，靶上嵌入的氘、氚會(huì)釋放出，降低靶上氘、氚的濃度，造成中子產(chǎn)額的大幅度下降。以往在高產(chǎn)額中子發(fā)生器中采用的冷卻機(jī)構(gòu)是將中子管靶接地，這樣在靶所在的位置用流動(dòng)的水或其他冷卻液實(shí)現(xiàn)冷卻。這種機(jī)構(gòu)給中子管的電源設(shè)計(jì)和控制帶來極大的不便和不穩(wěn)定性。因?yàn)橐胧怪凶庸墚a(chǎn)生中子，儲(chǔ)存器電源和離子源電源都必須懸浮在80KV 180KV的正加速高壓上，為了便于在低壓端對儲(chǔ)存器電源和離子源電源進(jìn)行調(diào)解，需要使用體積龐大的隔離變壓器。存在的隱患和不足是，如果隔離變壓器的隔離強(qiáng)度變?nèi)?，?huì)導(dǎo)致所有電子、電器部分和中子管燒毀，更有可能給操作人員造成傷害。另外，通過隔離變壓器使離子源工作在脈沖方式，要想獲得比較好的脈沖波形及脈沖序列很困難。而采用棒狀的絕緣散熱材料如:絕緣散熱陶瓷，放置于靶與地之間。這樣在靶端仍然加-80KV -180KV的負(fù)加速高壓，不需要隔離變壓器，簡化電源及控制電路的設(shè)計(jì)，進(jìn)而可以消除靶接地散熱機(jī)構(gòu)帶來的隱患和不足。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服原有高產(chǎn)額中子發(fā)生器靶接地散熱機(jī)構(gòu)帶來的隱患和不足，本發(fā)明的目的是提供一種高產(chǎn)額中子發(fā)生器的新型散熱機(jī)構(gòu)。采用既具有良好的絕緣性，又具有良好的散熱性的絕緣散熱材料，將其放于高產(chǎn)額陶瓷中子管靶底的外側(cè)，在絕緣散熱材料和地之間加上冷卻裝置。絕緣散熱材料的長度能夠滿足絕緣要求即可，并留有一定的余量。這樣便于中子發(fā)生器儲(chǔ)存器電源、離子源電源及高壓電源的設(shè)計(jì)，同時(shí)也便于對離子源電源工作于脈沖方式的控制。本發(fā)明解決其 技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:采用絕緣散熱性能良好的材料，如絕緣散熱陶瓷棒，放置于高產(chǎn)額中子管的靶底外側(cè)，在絕緣散熱陶瓷棒和地之間用流動(dòng)的水或其他冷卻液實(shí)現(xiàn)冷卻。
本發(fā)明的有益效果是，采用這種散熱機(jī)構(gòu)的高產(chǎn)額中子發(fā)生器，在相同高壓和束流下的壽命比以往靶接地散熱機(jī)構(gòu)提高大約I個(gè)數(shù)量級，穩(wěn)定性不大于3%.


附圖是高產(chǎn)額中子發(fā)生器的散熱機(jī)構(gòu)示意圖。其中1.高產(chǎn)額中子管，2.靶，
3.絕緣散熱陶瓷棒，4.冷卻箱，5.冷卻液入口，6.冷卻液出口。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的高產(chǎn)額中子發(fā)生器的散熱機(jī)構(gòu)，充分利用了材料科學(xué)的新成果一絕緣散熱陶瓷，將靶所產(chǎn)生的熱量，從負(fù)高壓端安全、快速地傳導(dǎo)到冷卻箱即地端，實(shí)現(xiàn)對靶的冷卻，其結(jié)構(gòu)和位置關(guān)系如附圖所示。首先將絕緣散熱陶瓷棒3和靶2的外側(cè)緊密接觸在一起，絕緣散熱陶瓷棒3的長度滿足耐壓要求同時(shí)留有一定余量即可；接著將絕緣散熱陶瓷棒3的另一端面與用不銹鋼做成的冷卻箱4緊密相連，冷卻箱4接地；冷卻液由(流動(dòng)的水或其他冷卻液)冷卻液入口 5進(jìn)入冷卻箱4內(nèi)，從冷卻箱4的冷卻液出口 6流出。高產(chǎn)額中子管1、絕緣陶瓷棒3、冷卻箱4共同密封于充有絕緣介質(zhì)的不銹鋼筒內(nèi)，冷卻液入口 5和冷卻液出口 6與外部連通。以Φ70管為例，采用這種散熱機(jī)構(gòu)的高產(chǎn)額中子發(fā)生器，在-180KV的高壓和
1.2mA束流下的壽命比以往靶接地散熱機(jī)構(gòu)提高大約I個(gè)數(shù)量級，穩(wěn)定性不大于3%。
權(quán)利要求
1.高產(chǎn)額中子發(fā)生器的絕緣散熱機(jī)構(gòu)，其特征是:絕緣散熱陶瓷棒和靶的外側(cè)緊密接觸在一起，絕緣散熱陶瓷棒的另一端面與用不銹鋼做成的冷卻箱緊密相連，冷卻箱接地；冷卻液為流動(dòng)的水或其他冷卻液由冷卻液入口進(jìn)入冷卻箱內(nèi)，從冷卻箱的冷卻液出口流出，高產(chǎn)額中子管、絕緣陶瓷棒、冷卻箱共同密封于充有絕緣介質(zhì)的不銹鋼筒內(nèi)，冷卻液入口和冷卻液出口與外部連通。
全文摘要
本發(fā)明屬于高產(chǎn)額中子發(fā)生器的散熱技術(shù)，具體涉及一種新型中子發(fā)生器的散熱機(jī)構(gòu)。本發(fā)明采用絕緣散熱性能良好的絕緣散熱陶瓷棒，放置于高產(chǎn)額中子管的靶底外側(cè)，在絕緣散熱陶瓷棒和地之間用流動(dòng)的水或其他冷卻液實(shí)現(xiàn)冷卻。高產(chǎn)額中子管靶端加負(fù)高壓，便于中子發(fā)生器儲(chǔ)存器電源、離子源電源及高壓電源的設(shè)計(jì)，同時(shí)也便于對離子源電源工作于脈沖方式的控制。這種結(jié)構(gòu)的中子發(fā)生器，其壽命、穩(wěn)定性指標(biāo)得到明顯改善。
文檔編號H05K7/20GK103200759SQ201310083620
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月17日
發(fā)明者喬雙 申請人:東北師范大學(xué)