[发明专利]小型定向高通量中子发生器

权利要求书

1.一种小型定向高通量中子发生器，其特征在于，包括矩形潘宁离子源、同轴结构加速段、长形定向靶，所述矩形潘宁离子源、长形定向靶安装在所述同轴结构加速段内，所述矩形潘宁离子源沿所述长形定向靶的长度方向安装，所述长形定向靶的轴向为中子出射方向；所述同轴结构加速段提供同轴电场，所述矩形潘宁离子源引出的氘离子或氘氚混合离子，在同轴电场加速下，轰击对应的长形定向靶，产生高通量中子。

2.根据权利要求1所述的小型定向高通量中子发生器，其特征在于，所述同轴结构加速段包括圆筒形电极、靶屏蔽极，高压电源产生的高电位施加在圆筒形电极上，所述圆筒形电极与靶屏蔽极形成离子束引出、加速、聚焦所需的电场。

3.根据权利要求2中所述的小型定向高通量中子发生器，其特征在于，所述矩形潘宁离子源放置在所述圆筒形电极内，圆筒形电极放置在高电位端，所述长形定向靶放置在地电位端，所述矩形潘宁离子源阴极上开有引出孔或者长条形孔，用于引出宽离子束。

4.根据权利要求3所述的小型定向高通量中子发生器，其特征在于，所述长形定向靶包括长形定向靶本体和内部冷却水通道，所述内部冷却水通道位于所述长形定向靶本体内，所述内部冷却水通道与外部的冷却水接入管道相连接。

5.根据权利要求4所述的小型定向高通量中子发生器，其特征在于，还包括真空外壳，所述矩形潘宁离子源、同轴结构加速段、长形定向靶分别安装在所述真空外壳内，所述真空外壳上设有薄壁区，作为中子定向出射区，所述长形定向靶的轴向对准该薄壁区；所述真空外壳内还安装吸气剂，所述吸气剂预先吸附了充足的氘气或氘氚混合气体，通过改变吸气剂中加热子的加热功率，控制氘气或氘氚混合气体的释放与吸收，保持系统内部真空度在合适的范围。

6.根据权利要求5中所述的小型定向高通量中子发生器，其特征在于，所述圆筒形电极通过高压绝缘座安装在所述真空外壳内，所述靶屏蔽极通过陶瓷绝缘结构支撑安装在所述真空外壳内。

7.根据权利要求1至6之一所述的小型定向高通量中子发生器，其特征在于，所述靶屏蔽极罩在所述长形定向靶上；所述靶屏蔽极与所述长形定向靶之间存在电位差，用于抑制靶上二次电子进入加速段，保护离子源免于反向电子束的轰击。

8.根据权利要求7中所述的小型定向高通量中子发生器，其特征在于，所述靶屏蔽极成圆柱形状，头部设置一个大尺寸的高压球壳。

9.根据权利要求1中所述的小型定向高通量中子发生器，其特征在于，所述长形定向靶为长条形、长圆柱形或长多面体结构。

10.根据权利要求1所述的小型定向高通量中子发生器，其特征在于，所述矩形潘宁离子源的数量为一个或多个，沿所述长形定向靶的圆周放置，成倍增加离子束的强度；靶上对应位置成为轰击区域，中子产额成倍增加。

11.根据权利要求1中所述的小型定向高通量中子发生器，其特征在于，所述长形定向靶在出射方向上倾斜一个微小的倾斜角度，所述倾斜角度由长形定向靶长度及需要的定向投影面积确定，以使靶表层内部产生的中子在出射方向顺利出射，而不会受到靶体的阻挡。

12.根据权利要求1中所述的小型定向高通量中子发生器，其特征在于，其特征在于，通过改变所述长形定向靶的轰击区域形状，进而改变出射方向的投影形状，调节出射方向输出的中子密度分布。

13.根据权利要求1中所述的小型定向高通量中子发生器，其特征在于，根据需要分别增加所述矩形潘宁离子源、同轴加速段、长形定向靶的长度，则相应的中子产额基本成正比地增加。

14.根据权利要求3中所述的小型定向高通量中子发生器，其特征在于，根据需要改变所述矩形离子源的引出孔形状，相应地改变了引出束流的强度分布，得到所需分布形状和密度的宽离子束。