影响中子管产额因素的分析.pdf

《影响中子管产额因素的分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、石油仪器·22·PETROIJEUMINSTRUMENTS2010年12月·仪器设备·影响中子管产额因素的分析刘炯骆庆锋鲁宁麻惠生闫水浪魏阿勃(中国石油测井集团有限公司随钻测井中心陕西西安)摘要：通过中子管计算产额与实际产额的对比，从理论和试制经验分析了导致中子产额下降的几个因素，为中子管设计改进和工艺优化提供了参考。关键词：中子管；产额；影响因素中图法分类号：P631．8+17文献标识码：B文章编号：1004—9134(2010)06—0022—02d=G／S=3／4．45=6．7×10-4g·cmI2(2)0引言式(

2、2)中：G为镀钛膜质量，．s为150中子管靶面对一定型号中子管产品，其中子产额的潜力有多积，cm。由膜厚d可得出靶单位面积的靶核数(即钛大?有怎样的期待值可挖掘或者评判中子管工作在什原子数)，因与D、T的吸附率设定为1：1：1，所以也么样的状态?对确定的工作参数下，我们应该有一个就代表了靶单位面积上的氘、氚核数。Ns：Na×d／A：6．02×1023×6可信的基准作为参考来比较实际工作中的中子管，评．7×价它的优良性或分析找出问题存在的可能性，进而找10—4／1(cm-2)：4×102o(cmI2)(3)到努力的方向进行

3、优化设计。式(3)中，Na为阿伏加德罗常数，A为氢原子量。由H(a，n)He反应激发曲线可获得对应于100l中子管理论产额的计算与实测产额kv的入射氘离子，其D—T反应截面=4(b)I¨。1．1物理模型下理论产额计算的物理意义表示一个入射粒子同单位面积靶上一个靶以中石油测井仪器厂生产的MZ30自生靶中子管核所发生反应的几率，可表示为：为物理模型作理论产额计算。首先对中子管作如下理：N／IxNsIll(4)想状态的设定：式(4)中，Ⅳ为单位时间发生的反应数(单指D一储存器吸人的氘、氚混合气原子比为1：1；离子源反应)，，为

4、单位时间人射到靶上的粒子数，为单输出单原子离子D“、T¨所占比例约20％；这些离子位面积的靶核数。如此，Ⅳ代表了D一反应所产生形成的靶流100％到达靶面，并截止于钛膜中；经过注的中子数。考虑到入射氘离子数占入射离子流，的入饱和后，钛与D、T的吸附比为1：1：1；D、T在靶膜中1／2，且单原子离子D+1比例为10％，靶中氚核数也不扩散不逸出。占佻的1／2，所以中子产额Y可为：工作参数为：中子管靶压=一100kV，靶流，f=y=N=×1／2×1／10×，x1／2×Ns=1／40×4×10—24×625×1014×4×102o

5、100ttA(阳极高压Ua=2500V)。以此进行中子产额．的理论计算。】，=5×10(n／s)由靶流值可得到每秒到达靶面的D、T¨数，：即理论中子产额l，应达到10量级水平。考虑实，：It／e一：100×10—6c·s-。／1．6X10一C=际与模型假设的误差以及氘氚核反应是在入射离子的6．25×10s一(1)有效射程内进行，因此，实际中子产额应比理论中子产式(1)中，e一为电子基本电量。额低。严格控制中子管生产工艺，合理设计靶膜厚度以典型的膜重为3mg靶子为例，则中子管靶子的(为氘离子有效射程的1～1．5倍)，力求接

6、近理论中子钛膜膜厚d为：产额的1／10左右，也在5×10水平，远高于现有自生第一作者简介：刘炯，男，1963年生，高级工程师，1986年毕业于兰州大学原子核物理专业，长期从事核测井仪器、脉冲中子类仪器、中子管的研究与制造。邮编：7100542010年第24卷第6期刘炯等：影响中子管产额因素的分析靶中子管的实际中子产额。关乎加速间隙电场的分布，优化电极的外形设计能形1．2实际150中子管产额成较理想的电场分布，有利于对离子束流的会聚作用，表1是近年生产的自生靶150中子管的实际产额形成理想的离子束轨迹光路，使得加速的离子束

7、充分原始记录。打在靶面上，即提高束流品质。表12005—2006年交检的几支150中子管记录2．3离子轰击靶面或加速电极产生的二次电子_3_针对此问题，较为有效的方法是引入带二次电子中子管号04—3#04—9#05—1l#05—17#05—20#抑制的靶结构，查阅有关文献，离子轰击靶面或加速电175ol5oo180H01480156o极产生的二次电子约占到了近靶流的10％l4J，甚至更大(注：引用资料中实验为无抑制加速电极及平面靶结犟摹誊1．48×10+1．27×101．52×1081．25×1081．32×10构)。二

8、次电子抑制结构基本有两种结构形式，一种为其中中子计数与中子产额的换算关系为：反向电压电极法，另一种为靶面轴向弱磁场结构法，两中子产额y：中子计数平均值×8．46×lo4种方法均需在工作中进行反复实验以确定具体参数系数8．46×104是中子测试大厅内中子辐射通量(如抑制电压比例、磁场强弱等)。测量仪经过计量标定的换算值