[发明专利]一种双向引出磁性阳极筒潘宁离子源的中子管结构

说明书

一种双向引出磁性阳极筒潘宁离子源的中子管结构，包括陶瓷筒，陶瓷筒内部正中设有磁性阳极筒，磁性阳极筒两端正中通过陶瓷环固定有阴极，两端的阴极分别通过离子引出结构向外引出潘宁离子源；通过外部给磁性阳极筒加高电压，在磁场和电场共同作用下，从阴极发出的电子与磁性阳极筒内部的气体发生电离，产生的离子分别两侧的引出口被引出，被引出的离子通过两侧的法拉第筒加速后轰击靶，从而反应生成中子；本发明简化了潘宁离子源结构，提升了潘宁离子源产额，得到更为紧凑高效的微型离子源，具有结构简单、操作方便及高效实用的优点。

技术领域

本发明涉及中子管技术领域，具体涉及一种双向引出磁性阳极筒潘宁离子源的中子管结构。

背景技术

潘宁离子源是离子源一种，通过潘宁效应在腔室内产生大量的离子，能够在低气压条件下稳定放电，具有结构简单、工作稳定等优点。离子源为中子管加速器提供源源不断有待加速的离子。中子管在石油测井方面应用众多，目前，已有成熟的中子测井技术，由离子源提供离子经加速系统加速得到高能粒子，与靶物质发生核聚变产生14MeV中子流，与地下不同的物质发生不同的核反应，释放不同的伽马射线、特征时间和能谱用于区分不同的物质层。

微型潘宁中子管具有体积小、易于控制、稳定性高等优点，被广泛应用于各种工业领域。在可控中子源、材料分析、同位素电磁分离、聚变应用小型加速器等领域发挥着重要作用。国内中子管的技术已经在迅速发展，微型中子管技术越来越成熟，中子管的各项性能指标都在逐步提升，但仍存在使用寿命短、产额低等问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种双向引出磁性阳极筒潘宁离子源的中子管结构，能够简化潘宁离子源结构，提升潘宁离子源产额，得到更为紧凑高效的微型离子源，具有结构简单、操作方便及高效实用的优点。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种双向引出磁性阳极筒潘宁离子源的中子管结构，包括陶瓷筒10，所述陶瓷筒10内部正中设有磁性阳极筒7，磁性阳极筒7两端正中通过陶瓷环5固定有阴极6，两端的阴极6分别通过离子引出结构向外引出潘宁离子源。

所述离子引出结构包括阴极6正中设置的引出口8、磁性阳极筒7两侧且陶瓷筒10周壁等距设置的进气口9以及固定于陶瓷筒10两端的靶底座3上的法拉第筒4。

所述磁性阳极筒7的外侧与陶瓷筒10内壁相贴。

所述陶瓷筒10两侧顶端设有靶固定陶瓷1，靶固定陶瓷1与靶底座3之间设置有靶2，所述靶2正对法拉第筒4的出口。

所述磁性阳极筒7、阴极6，陶瓷环5、陶瓷筒10、法拉第筒4、靶底座3，靶2，靶固定陶瓷1共轴线。

所述引出口8直径为5mm±1mm；进气口9直径为16mm±3mm；磁性阳极筒7外径为22mm±2mm，内径为12mm±2mm，长度18mm±3mm，厚度5mm±1mm。

所述引出口8底部到法拉第筒4进口位置的距离为15mm±3mm，法拉第筒口到法拉第筒底部的距离为29mm±6mm。

所述磁性阳极筒7的材料为永磁铁，阴极6的材料为金属钼；法拉第筒4和靶底座3的材料为金属钢。

所述靶2为预制靶。

本发明的有益效果在于：

磁性阳极筒7潘宁离子源使用磁性材料代替传统的阳极筒结构，去掉传统潘宁离子源结构中上下的永磁体，磁性阳极筒7在提供电场的条件的同时提供磁场条件，这种组合是更为简单、紧凑的结构，而腔室内的电离特性就会发生变化。在磁性阳极筒潘宁离子源结构下，在两端阴极出开孔引出离子，省去了离子束流穿过上下端磁铁厚度的距离，对离子引出也具有一定的提升作用。