[發明專利]自成靶中子管

無效

• 申請號: 201210419247.8
• 申請日: 2012-10-29
• 公開（公告）號: CN102933018A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 王耀斌
• 申請（專利權）人: 陜西聯盟物流有限公司
• 主分類號: H05H3/06
• 分類號: H05H3/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種離子束管。?

背景技術

由中子管組成的可控中子源作為核測井儀器的重要部件，已經廣泛應用于脈沖中子能譜、熱中子俘獲、中子壽命及氧活化水流等測井儀器中。這些儀器是生產測井中儲層評價、管外竄槽檢測及注入剖面測井的最佳方法之一。但是隨著油田開發的深入，目前中子管技術已不能滿足這些測井技術發展的需要，國產可控中子源的工作溫度一般不超過150℃，這在很大程度上取決于中子管的工作溫度。因此，研發175℃高溫中子管是提升可控中子源耐溫指標、擴大可控中子源技術應用領域首先要攻克的關鍵技術。?

發明內容

本發明旨在提供一種工作溫度提高，使用壽命延長的自成靶中子管。?

本發明所述的自成靶中子管，由離子源，加速系統，靶和氘氚儲存器組成。?

優選地，離子源是冷陰極潘寧離子源，由陽極、陰極、輸出陰極和磁鋼組成。?

更優選地，陰極為外凸形鉬材料形成，其與陽極之間的間距為2mm。?

或者更優選地，輸出陰極為平面圓盤形。?

或者更優選地，磁鋼為釤鈷磁鋼。?

或者優選地，加速系統為1個單隙加速系統，其由離子源中的輸出陰極和加速電極組成。?

更優選地，輸出陰極的孔徑為4-5mm。?

或者優選地，靶為圓錐凹面形無氧銅材料。?

更優選地，氘氚儲存器中的吸氣劑為鋯-石墨材料。?

本發明具有以下優點。?

(1)使用壽命長。本發明自成靶中子管工作時靶內消耗的氚能及時得到補償，并且始終保持靶飽和狀態，只要管內氘氚儲存器中有足夠的氘氚混合氣，靶中就有足夠的氘和氚，本發明自成靶中子管將有連續穩定的中子產生。?

(2)工作溫度高。采用本發明自成靶中子管結構，保證了管內零件除氣徹底，保證了靶有良好的散熱效果，即使本發明自成靶中子管工作在175℃環境中，也不會從管內釋放出雜氣和從靶內釋放出氘氚氣體。?

(3)穩定性好。本發明自成靶中子管工作時，靶內的氘氚含量自動補償而保持恒定，保證了穩定的中子輸出；采用吸氣量大、吸氣速率高的氘氚儲存器，保證了管內工作氣壓的穩定，也保證了電參數的穩定。?

附圖說明

圖1為實施例一的結構示意圖。?

圖2為實施例三中耐溫測試曲線圖。?

具體實施方式

實施例一。?

自成靶中子管，由離子源，加速系統，靶和氘氚儲存器組成。離子源是冷陰極2潘寧離子源，由陽極1、陰極2、輸出陰極3和釤鈷磁鋼4組成。陰極2為外凸形鉬材料形成，其與陽極1之間的間距為2mm。輸出陰極3為平面圓盤形。加速系統為1個單隙加速系統，其由離子源中的輸出陰極3和加速電極組成。其中輸出陰極3的孔徑為4-5mm。靶為圓錐凹面形無氧銅材料。氘氚儲存器中的吸氣劑為鋯-石墨材料。?

實施例二。?

在室溫環境中，用銅活化方法檢測實施例一所述的自成靶中子管的中子產額。其結果如下表所示。?

據上述方法和測試數據，求得該中子管在120?kV／100μA條件下中子產額為2.9×10⁸?n／s。?

實施例三。?

對實施例一所述的自成靶中子管進行了175℃的高溫實驗，歷時8.5?h。在實驗過程中通過調節氘氚儲存器的電壓或電流值，保持靶壓和靶流值不變(即靶壓120?kV，靶流100μA)，觀察中子產額和陽極1電流的變化，其實驗曲線見圖2。由圖2可知，在最初的1?h內，即溫度在50℃以下，中子產額的變化很小。當溫度在60～175℃范圍內，中子產額隨著溫度的逐漸上升而呈下降趨勢。當溫度升至175℃且進人恒溫區，隨著溫度的平穩中子產額也隨之趨于穩定。在整個實驗過程中陽極1電流一直很穩定，最大變化幅度不超過30μA，而氘氚儲存器(即管內氣壓調節系統)的電流只下降了0.04?A。?

由實驗可知，實施例一所述的自成靶中子管能夠在175℃的溫度環境中正常工作，并且工作時間超過了4?h，沒有因為溫度升高使管內釋放雜氣，也沒有因為溫度升高使靶內氘氚氣體逸出而導致管內氣壓不可控。經計算得知從室溫到175℃溫度范圍內中子產額只下降了24％，完全能夠滿足實際測井的需要。?

實施例四。?

下表統計了2003～2010年期間11支中子管的總體使用情況，它可以說明自成靶中子管的總體使用壽命和總體質量水平。由下表可知，中子管的平均使用壽命達到了373?h。?

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