Формирование интенсивных ионных потоков в генераторе нейтронов с лазерно-плазменным источником ионов

• Автор: Козловский, Константин Иванович
• Шифр специальности: 01.04.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 157 c. : ил

ГЛАВА I. ПОЛУЧЕНИЕ ИНТЕНСИВНЫХ ПОТОКОВ УСКОРЕННЫХ ИОНОВ
ИЗ ЛАЗЕРНОЙ ПЛАЗМЫ ДНЯ ГЕНЕРАТОРОВ НЕЙТРОНОВ
§ 1.1. Эмиссионные параметры лазерно-плазменного источника ионов
§ 1.2. Способы извлечения и ускорения ионов
§ 1.3. Генераторы нейтронов с лазерно-плазменными источниками ионов
§ 1.4. Постановка задачи
Глава II. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ ИОННЫХ ПОТОКОВ И ПЛАЗМООБРАЗУЮЩИХ МИШЕНЕЙ
:§ 2.1. Методика изучения разлета ионов в стационарном
продольном магнитном поле
§ 2.2. Метод магнитной изоляции электронов в ионном
диоде с лазерно-плазменным анодом
§ 2.3. Особенности применения масс-спектрометрической
и коллекторной методик для изучения воздействия на лазерную плазму быстронарастающего магнитного поля
§ 2.4. Метод нейтронной диагностики потоков ускоренных
дейтронов
§ 2.5. Методика определения поглощенной в мишени доли
энергии лазерного импульса
Глава III. ФОРМИРОВАНИЕ ИНТЕНСИВНЫХ ИОННЫХ ПОТОКОВ ИЗ
ЛАЗЕРНОЙ ПЛАЗМЫ В МАГНИТНЫХ ПОЛЯХ
§ 3.1. Воздействие стационарного продольного магнитного
поля на разлет ионов лазерной плазмы

§ 3.2. Эмиссия ускоренных дейтронов в диоде с магнитной изоляцией электронов
§ 3.3. Ускорение ионов быстронарастающим магнитным
полем
Глава IV. ИССЛЕДОВАНИЕ ЛАЗЕРНОГО ИСТОЧНИКА ДЕЙТРОНОВ ДЛЯ
ГЕНЕРАТОРА ИНТЕНСИВНЫХ ПОТОКОВ НЕЙТРОНОВ
§ 4.1. Влияние длины волны лазерного излучения на выход дейтронов из плазмы
§ 4.2. Тепловыделение на дейтеросодержащих мишенях в зависимости от параметров воздействующего лазерного излучения и их состава
Глава V. ЛАЗЕРНЫЙ ГЕНЕРАТОР НЕЙТРОНОВ (ЛГН) С ПОТОКОМ
2-I010 НЕЙТР/С
§ 5.1. Общая схема и принцип работы
§ 5.2. Ионный источник ЛГН
§ 5.3. Источник ускоряющего напряжения с лазерным
разрядником
§ 5.4. Физические характеристики ЛГН
§ 5.5. Перспективы увеличения потока нейтронов и
применение ЛГН
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Широкое использование пучков ионов в различных областях науки, техники и народного хозяйства привлекает пристальное внимание к разработке и исследованию эффективных ионных источников и инжекторов. Это прежде всего связано с решением проблемы управляемого термоядерного синтеза. Инжекторы интенсивных потоков ионов могут также с успехом применяться в исследованиях по синтезу сверхтяжелых элементов, для ионной имплантации, в моделировании радиационных повреждений в конструкционных материалах,в изготовлении "ядерных фильтров”, исследовании поверхностей материалов и, в частности, в нейтронных генераторах.
Среди разных типов источников ионов все большее распространение получает лазерно-плазменный источник. Это обусловлено рядом его особенностей: высокой степенью ионизации атомов практически любых элементов, высокой плотностью потока ионов, направленностью разлета ионов, простотой и компактностью эмиттирующей части источника. Поток ионов в таком источнике образуется в результате разлета сгустка плазмы, образованной на поверхности твердой мишени в вакууме импульсом излучения лазера с плотностью мощности 9
^ 10 Вг/см . Возможность эффективного использования лазерного источника ионов наглядно демонстрируется в таблице I, где приведены параметры современных малогабаритных низковольтных генераторов нейтронов с ионными источниками различного типа. Среди них наиболее перспективны« для создания интенсивного управляемого генератора нейтронов с высокими потоками за импульс и в секунду является генератор с лазерным источником ионов. Так например, уже
создана отпаянная лазерная нейтронная трубка с лазерным источником
о то
ионов, выход которой составляет -2*10° нейтр/имп, а поток <>
нейтр/с /38/.
-50 -
и нейтронный поток в секунду измерялся рядом приборов. Абсолютный выход в импульсе надежно регистрировался модернизированным "всеволновым" детектором / 74, '75 /, аналогичным описанному в монографии /76 /. В этом детекторе нейтроны замедляются до тепловых энергий и регистрируются с помощью газонаполненного борного пропорционального счетчика типа СИ-ЮН или СНМ-І7. Характерное время термализации нейтронов и их регистрации в разработанной конструкции составляло ~ 400 мкс. Сигналы со счетчиков через предусилитель - формирователь подавались на запоминающий осциллограф ( в режиме одиночных импульсов) или в частотном режиме работы установки - на пересчетный прибор и интенси-

метр. Детектор имел предельную чувствительность /V 10° нейтр/ имп и погрешность абсолютных измерений менее 30% при выходе нейтронов более 10^ за импульс.
Такой же чувствительностью и точностью обладала другая примененная методика, основанная на принципе захвата тепловых нейтронов протонами с последующим испусканием -квантов возбужденным ядром дейтерия в сцинтилляторе больших размеров /77 , 39 /. Термализация быстрых нейтронов происходила в самом сцинтилляторе. Вспышки в сцинтилляторе регистрировались с помощью ФЭУ. Сигналы с ФЭУ также через предусилитель - формирователь подавались на запоминающий осциллограф. Обе методики в хорошем согласии позволяли экспрессно определять абсолютный выход
нейтронов за импульс при отсутствии погрешности вносимой наводкой ускоряющего импульса на регистрирующую электронику, поскольку его длительность равна ~ I мкс.
Дея измерения нейтронного потока установки, превышающего