中子管束流引出模型的建立

为中子管建立准确的数学模型,才能设计适合的控制算法来提升中子发生器产额的稳定性.在对中子管的储存器、离子源、加速极电压以及加速级电流进行大量的分析和测试的基础上,将中子管模型分成束流引出模型和产额输出模型的组合.利用python中sk-learn库内多元多项式回归拟合方法来建立中子管束流引出模型.并以拟合优度R 2对建立的中子管束流引出模型进行评判,发现使用二阶多元多项式的拟合优度R 2评分达到0.9879,为今后高稳定性中子发生器的研制奠定了基础.

ENT2465长寿命中子管设计及性能测试

中子管是可控中子源测井仪的核心部件,其工作的稳定性、耐高温、中子产额等指标对仪器的工作性能有重要影响。目前,随着深地探测的发展,应用于石油测井的中子管中子产额、耐高温性能、寿命、工作稳定性均有待提升。从结构、材料、制造工艺三方面,对自成靶中子管进行优化设计,进一步降低功耗,提高工作时间。通过耐高温、寿命和中子产额三项指标对外径为25 mm的ENT2465样管进行了性能评估测试,将样管置于中子实验测试平台的油槽内,连接激励线缆,记录样管工作过程中的温度、累计工作时间、中子产额、靶压、靶流和阳极电流。结果表明:在靶压为80 kV、靶流小于60μA条件下,该样管累计使用寿命超过了1000 h,其中175℃下连续工作时间持续23 h、累计工作超过500 h,室温下连续工作时间持续36 h。在相同靶压、靶流条件下,1000 h后中子产额仅下降5.3%。

中子管及其应用的研究进展

随着中子技术发展,中子管被应用到很多领域。对中子管做了介绍,并对中子管在煤质分析、中子测井、中子照相、爆炸物及毒品检测四个方面应用的发展现状做了综述及展望。

中子管屏蔽优化研究

本文为研究中子屏蔽效果,通过蒙特卡洛方法采用MCNP软件分析研究了含硼聚乙烯对快中子的屏蔽效果,优化了含硼聚乙烯的厚度,得到含硼聚乙烯屏蔽的最佳厚度为30cm。并计算得到30cm厚的含硼聚乙烯外表面2m处的中子剂量当量为0.022mSv/h。搭建以中子管为中子源,以He-3中子计数管为探测器,对30cm厚的含硼聚乙烯进行屏蔽实验。结果表明:正常工作的中子管经过30cm厚的含硼聚乙烯后中子计数几乎为0,表明30cm厚的聚乙烯可以屏蔽正常工作的中子管产生的中子。

用于石油测井中子管的微型潘宁源的研制

为适应新一代石油测井中子管对小型化、稳定性好的离子源的要求,研制设计了一种阳极筒直径为10mm的冷阴极潘宁离子源。通过优化结构设计、合理设计电磁场和屏蔽电磁场的干扰,此离子源应用于石油测井中子管具有放电电流稳定、中子产额高、工作性能好的特点,经实践证明能满足新一代石油测井中子管对离子源的要求。

自成靶陶瓷中子管及其应用

采用自成靶和陶瓷绝缘外壳的中子管具有长寿命、耐高温、工作稳定等特点,已实际应用于C/O石油测井和辐照养虾等。一支管子可测井60口,实际测井工作寿命累计达400h;地面使用平均寿命超过500h。

靶钛膜处理对氘-氘及氘-氚中子管性能的影响

利用氘和氚充气真空系统和镀靶系统制备了不同靶膜厚度和充气量的系列中子管,其充气系统极限真空达到了1.5×10-6Pa.利用微调阀可精确控制每次进入系统的氘和氚气体量.通过改变钛丝量和加热电流来控制靶膜厚度,采用3He中子监测仪监测系列中子管的产额、稳定性及老练特性.探讨了靶膜的多次处理对于中子管的老练、稳定性等指标的影响,为提高中子管性能提供了参考.

强流中子管微波离子源磁场模式设计

根据强流中子管的特殊要求和微波离子源微波吸收及传输原理 ,设计出等离子腔结构 ,其对微波可无阻传输 ,对高电压有隔离作用 .又根据强流中子管微波离子源对磁场模式的要求 ,给出多联线结构、双磁环结构、加导磁磁路磁场等多种磁场模式的设计结果及实验数据 。

钛靶膜厚度对中子管性能的影响

采用热蒸发技术利用钼丝作为灯丝,将纯钛蒸发到陶瓷靶上,得到了钛靶,并研究了钛膜厚度对中子管产额等性能的影响.对3支靶膜厚度(0.8,2.2和6.1μm)的中子管进行了对比,发现钛膜厚度为2.2μm时,中子管的产额最高.同时比较了3支中子管的老练及稳定性.

NT50型中子管离子源磁场变化对放电电流的影响

通过NT50型中子管离子源放电特性实验,研究潘宁离子源磁场变化对放电电流产生的影响。得到磁场变化相对放电电流的关系曲线,进行数据分析,发现离子源放电规律,从而找出其最佳工作状态和工作参数,提高中子管产品质量。

强流中子管微波离子源不同等离子体离子腔的对比研究

微波耦合效率 (Pi-Pr) /Pi 是微波离子源的重要参数 ,它与磁场强度和分布关系密切 .通过对比实验研究了不同等离子体离子腔尺寸、不同引入窗厚度时对微波耦合效率的影响 ,当离子腔尺寸为 1 0 0mm ,窗厚度为 3 0mm时 ,耦合效率为 1 0 0 % (磁场分布在最佳模式 ) .此外还研究了耦合效率与真空度的关系 ,通过二极多孔引出电极引出系统引出离子 ,其引出电压为 1 8kV ,引出束流为 3 0mA .

提高中子管产额的措施

针对国产密封中子管存在的提高产额问题,采取三项措施:排气过程的真空度提高到2×10^(-6)Pa;离子源引出端磁场强度提高到0.33 T;通过实验寻找到靶上镀膜厚度的最佳值为2.2μm。以Φ50 mm中子管为例,实际测试结果表明,中子管产额达10~9/s量级,在5×10~7/s下运行,寿命达到4000 h以上,稳定性≤2%。

自成靶陶瓷中子管的主要技术特点

报道了自成靶陶瓷中子管研究的最新进展。介绍了自成靶陶瓷中子管的关键技术措施及其长期工作性能和平均工作寿命。

175℃自成靶中子管的结构设计和指标测试

介绍了175℃自成靶中子管的组成及工作原理,详细阐述了它的离子源、加速系统、靶和氘氚储存器的结构设计和材料选用。离子源采用冷阴极潘宁离子源,阴阳极材料都选用钼材料,磁钢选用钐钴磁钢。175℃自成靶中子管采用输出阴极孔径为4～5mm、加速间距为15mm的单隙加速系统。靶基采用圆锥凹面结构,靶基材料选用无氧铜,靶膜厚度为0.74～0.78mg/cm2。采用由锆-石墨材料构成的吸气剂作为氘氚储存器。对175℃自成靶中子管进行测试,其中子产额高于2×108 n/s,使用寿命大于300h,工作温度达到了175℃。测试结果表明,175℃自成靶中子管具有使用寿命长、工作温度高、稳定性好的优点。

中子管离子束系统

对国内研制使用的测井中子管离子束系统作了理论分析，并讨论了与此有关的中子管性能。

中子管靶面二次电子抑制

通过实验给中子发生器的靶的上方加一抑制电压 (负电压 ) ,使靶表面发射的二次电子受到抑制 ,从而使中子管达到更好的工作状态。

自成靶陶瓷中子管的井下中子发生器

介绍了自成靶陶瓷中子管的技术特点以及以它为核心的中子发生器的原理和特性。该中子发生器在吉林油田首次与ＡＴＬＡＳ２７２７Ｃ／Ｏ测井仪对接成功，并开始批量测井。

基于模糊综合评判和层次分析法的中子管故障风险评估

中子管是一种用途广泛的关键部件,然而目前国产中子管的可靠性水平与国外相比还有一定差距,难以满足各行业的使用需求。本文分析了中子管的主要故障模式,采用模糊综合评判和层次分析法对中子管故障进行了多级模糊综合评判,并对中子管故障风险进行了评估。结果表明,中子管总体故障风险水平中等,故障风险前3位的部件为靶、氘氚储存器和加速极,在设计和使用中应重点关注靶释放氦气,靶膜氧化,氘氚储存器吸气剂局部破损,绝缘瓷管破损,加速极离子加速、聚焦不稳定等故障。

中子产额大于1．5×10^（10）n／s的密封中子管

报道了一种中子产额大于１．５×１０１０ｎ／ｓ、靶和离子源都可拆卸的密封中子管，以它为核心研制的密封中子发生器已被用于中子照像等领域，并取得了较好的结果。

靶膜对中子管中子产额的影响分析

分析影响中子管中子产额的3个方面因素。靶膜材料选用单质金属钛或锆,要求纯度达到99.99%,纯度越高单位面积内吸附氚气越多,氘氚核反应的概率就越大。除单质金属靶膜材料外,还可以选用Ti-Mo合金替代单质金属靶材料;靶膜镀制工艺是保证靶膜质量的关键,要保证镀膜的本底真空度高于10-4 Pa,氩气的纯度达到99.99%,同时镀靶膜时给靶基加以400℃高温和200V直流偏压,以增加靶膜的附着力,最大限度地保护靶面不被氧化;靶膜厚度选择在1.0～1.5mg/cm2之间较为合适,既能保证氘氚核反应在有效深度范围内核反应概率达到最大,又不浪费氘氚气体。因此只有选择高纯度的靶膜材料、良好的靶膜镀制工艺和合理的靶膜厚度,中子管才能输出高的中子产额。