ВАЖНЫЕ НОВОСТИ
Вызовы цифровизации энергетики: Росатом выступает за выработку цифровой этики

В ее преддверии директор по цифровизации Госкорпорации «Росатом» Екатерина Солнцева, выступая на глобальной сессии «Рост машин и цифровой потребитель» WEW-2021 (Всемирной энергетической недели), назвала четыре основных вызова, которые стоят перед цифровизацией энергетики. В их числе указаны гармонизация использования различных источников энергии, выработка новых бизнес-моделей для изменений в стр...

Ветропарки Росатома выработали 1 млн мегаватт-часов «зеленой» энергии

В Ставропольском крае открыта третья ветроэлектростация – Бондаревская ВЭС установленной мощностью 120 МВт. На сегодняшний день на юге России действуют уже пять ветроэнергетических станций Росатома, общая установленная мощность которых составляет 660 МВт. Строительство еще одного ветропарка – Медвеженской ВЭС в Ставропольском крае мощностью 60 МВт будет завершено до конца этого года. Ф...

Ростех завершил испытания второго газогенератора российского двигателя для «Суперджета»

Объединенная двигателестроительная корпорация Ростеха успешно завершила испытания второго опытного газогенератора – «сердца» двигателя ПД-8, предназначенного для самолета SSJ-NEW. В рамках испытаний была подтверждена корректная работа узлов, требуемые параметры температуры и давления, соответствие экологическим нормам. Следующим этапом проекта станут стендовые испытания первого опытного обра...

Власть и бизнес обсудят актуальные вопросы промышленности на XVI Национальном конгрессе «Модернизация промышленности России: приоритеты развития»

5 и 6 октября 2021 года в Центре цифрового лидерства состоится XVI Национальный конгресс «Модернизация промышленности России: приоритеты развития». Национальный конгресс входит в перечень основных мероприятий Года науки и технологий, утвержденных Правительством Российской Федерации. Ключевая тема мероприятия в 2021 году – «Комплексная модернизация отраслей промышленности». В программе Нац...

В Якутске к 2025 году построят Парк будущих поколений стоимостью 1,5 млрд рублей за счет инвестора

В Якутске до 2025 года появится Парк будущих поколений для создания городской экосистемы полезного досуга, творческого, интеллектуального, духовного и физического развития детей и молодежи. Комплекс будет построен на территории 2,4 га. Планируемый объем вложений в проект составит около 1,5 млрд рублей. Соответствующее соглашение подписали инвестиционно-строительная фирма «Дирекция по строительс...

На Байконуре идет активная подготовка нескольких транспортных кораблей

В монтажно-испытательном корпусе площадки № 254 космодрома Байконур начался заключительный этап испытаний транспортного грузового корабля «Прогресс МС-18», который оставался в режиме хранения на техническом комплексе с августа 2020 года. Он стал третьим космическим кораблем разработки и производства Ракетно-космической корпорации «Энергия», проходящим предстартовую подготовку вместе с пилотируемым...

16 Декабря 2009

Плазменный источник проникающего излучения

Плазменный источник проникающего излучения

Автoры: Бoгoлюбoв Евгений Петрoвич, Гoликoв Алекcандр Владимирoвич, Дулатoв Али Каюмoвич, Лемешкo Бoриc Дмитриевич, Рыжкoв Валентин Иванoвич, Сидoрoв Павел Павлoвич, Юркoв Дмитрий Игoревич

Плазменный иcтoчник проникающего излучения отноcитcя к плазменной технике, в чаcтноcти к уcтройcтвам для генерирования нейтронных пучков, а именно к генераторам разовых импульcов нейтронного излучения, и может быть иcпользован для проведения ядерно-физичеcких иccледований. Изобретение направлено на увеличение выхода нейтронов в импульcе плазменного иcточника проникающего излучения, а также обеcпечения cтабильной работы. Плазменный иcточник проникающего излучения cостоит из газоразрядной камеры, содержащей газоразрядные электроды и заполненной изотопами водорода, высоковольтного импульсного генератора, подключенного к газоразрядным электродам и введены устройство управления высоковольтными импульсными генераторами, дополнительный высоковольтный импульсный генератор, подключенный к аноду газоразрядной камеры и формирующий предварительный высоковольтный импульс. Дополнительный высоковольтный импульсный генератор может быть выполнен на последовательно соединенных емкостном накопителе и высоковольтном коммутаторе или в виде генератора импульсов тока наносекундной длительности на отрезках длинных линий. Дополнительный высоковольтный импульсный генератор формирует предварительный высоковольтный импульс амплитудой (100-500) А и длительностью (20-100) нс, устройство управления высоковольтными импульсными генераторами формирует на первом выходе управляющий импульс с задержкой (30-150) нс по отношению к импульсу со второго выхода. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к плазменной технике, в частности к устройствам для генерирования нейтронных пучков, а именно к генераторам разовых импульсов нейтронного излучения, и может быть использовано для проведения ядерно-физических исследований, изучения радиационной стойкости, например элементов электронной аппаратуры, калибровки детекторов нейтронных излучений.
Известен плазменный источник проникающего излучения, выполненный в виде плазменной разрядной камеры, заполненной изотопами водорода и содержащей газоразрядные электроды. Электроды разрядной камеры известного плазменного источника выполняются цилиндрическими или плоскими (см., например, авторское свидетельство 347006, кл. Н05Н 1/00, 1971). При определенных условиях разряда, когда осуществляется кумуляция прямого Z - пинча, из разрядной камеры может быть получен нейтронный выход до 3·1010 нейтронов в импульсе при длительности импульса около 0,2 мкс.
Известный источник характеризуется недостаточным удельным выходом излучения на единицу затраченной энергии и небольшим ресурсом работы (10-100 кумуляции Z - пинча с генерацией нейтронного и рентгеновского излучений). Кроме того, известный источник обладает значительными размерами, затрудняющими в ряде случаев его использование.
В качестве прототипа по наибольшему количеству совпадающих конструктивных признаков принят плазменный источник проникающего излучения (патент РФ на полезную модель 65709, кл. Н05Н 1/00, 2007), состоящий из газоразрядной камеры, содержащей газоразрядные электроды и заполненной изотопами водорода, и источника электрического питания.
Известный источник характеризуется недостаточной стабильностью работы (разбросом значений выходов).
Стабильность работы плазменного источника описывают параметром - среднеквадратическим отклонением (СКО), который вычисляют по формуле (1):


где Ni - выход нейтронов в импульсе,

Ncp - среднее значение выхода нейтронов в импульсе,

m - число включений генератора.

Предлагаемое изобретение направлено на увеличение выхода нейтронов в импульсе плазменного источника проникающего излучения, а также обеспечения стабильной работы плазменного источника.

Для повышения нейтронного выхода и стабильности работы плазменного источника проникающего излучения в плазменный источник проникающего излучения, состоящий из газоразрядной камеры, содержащей газоразрядные электроды и заполненной изотопами водорода, в которой формируется разряд типа плазменный фокус, и высоковольтного импульсного генератора, подключенного к газоразрядным электродам, введены устройство управления высоковольтными импульсными генераторами и дополнительный высоковольтный импульсный генератор, подключенный к аноду газоразрядной камеры и формирующий предварительный высоковольтный импульс, причем полярности тока дополнительного и основного высоковольтных импульсных генераторов совпадают, а устройство управления высоковольтными импульсными генераторами вторым выходом подключено к управляющему входу дополнительного высоковольтного импульсного генератора, причем дополнительный высоковольтный импульсный генератор может быть выполнен на последовательно соединенных емкостном накопителе и высоковольтном коммутаторе, общий вывод которых через зарядные резисторы подключен к источнику питания, или в виде генератора импульсов тока наносекундной длительности на отрезках длинных линий, выполненных в виде коаксиальных спиралей, дополнительный высоковольтный импульсный генератор формирует предварительный высоковольтный импульс амплитудой (100-500) А и длительностью (20-100) нс, причем устройство управления высоковольтными импульсными генераторами формирует на первом выходе управляющий импульс с задержкой (30-150) нс по отношению к импульсу со второго выхода.

Схема плазменного источника проникающего излучения приведена на чертеже.

Плазменный источник проникающего излучения содержит газоразрядную камеру, состоящую из двух коаксиально расположенных металлических электродов: внутренний электрод 1 является анодом, а внешний электрод 2 является катодом, генератор газа 3, между анодом 1 и катодом 2 размещен изолятор 4, в непосредственной близости от которого на катоде выполнены цилиндрические углубления (зенковка) 5, расположенные равномерно по окружности, центр которой находится на оси камеры. Разрядная камера (через коаксиальные или плоские проводники) соединена с высоковольтным импульсным генератором, выполненным, например, на емкостном накопителе 6, высоковольтном коммутаторе 7, зарядных резисторах 8. Плазменный источник содержит также задатчик 9 потенциала на аноде 1, выполненный, например, на резисторах, и дополнительный высоковольтный импульсный генератор, выполненный, например, на емкостном накопителе 10, высоковольтном коммутаторе 11 и зарядных резисторах 12, который обеспечивает подачу предварительного импульса в интервале времени от 30 до 300 нс (в нашем случае 50 нс) с амплитудой первой полуволны от 50 А до 10 кА (в нашем случае 200 А) по сигналу устройства управления высоковольтными импульсными генераторами 13. Полярности тока предварительного импульса и основного токового импульса совпадают.

Цилиндрические углубления 5, выполненные в корпусе разрядной камеры, необходимы для равномерного распределения тока в разрядной камере.

Объем разрядной камеры может быть заполнен изотопами водорода (дейтерием, смесью дейтерия и трития или тритием)

Работает плазменный источник следующим образом.

Выбирают режим работы плазменного источника следующий: по команде устройства управления 13 срабатывает высоковольтный коммутатор 11 дополнительного генератора, при этом вся запасенная энергия на емкостном накопителе 10 поступает на электроды 1, 2 газоразрядной камеры, что приводит к предварительной ионизации газа около изолятора, через (30-150) нс срабатывает высоковольтный коммутатор 7 основного разрядного контура и вся запасенная энергия из емкостного накопителя 6 поступает на электроды 1, 2 разрядной камеры. В результате в ионизированном предварительным импульсом газе вблизи изолятора развивается разряд с образованием более однородной цилиндрической токовой плазменной оболочки. Под действием электродинамических сил плазменная оболочка отходит от изолятора 4 и движется с ускорением по межэлектродному зазору к области фокусировки 16 (плазменный фокус), которая находится на оси разрядной камеры вблизи поверхности анода 1. Формирующийся плазменный фокус 16 является источником нейтронов (и рентгеновских лучей).

Приложение предварительного импульса к электродам разрядной камеры приводит к увеличению выхода нейтронов в импульсе в два и более раза, уменьшению среднеквадратического отклонения с 30-50 до 10-15%.


Кол-во просмотров: 9586
На правах рекламы