[发明专利]一种耐高温微型中子源

说明书

本发明公开了一种耐高温微型中子源，涉及中子源技术领域。一种耐高温微型中子源，包括：中子管、电源系统、控制系统和外壳，所述中子管包含中子管靶，所述控制系统、所述电源系统和所述中子管在所述外壳内依次顺序放置；所述耐高温微型中子源还包括主动射流系统和快中子探测系统，所述主动射流系统和所述快中子探测系统依次布置在所述中子管靶后端；所述主动射流系统内含有主动射流单元，用于产生射流。本发明实现对中子管靶的主动强化散热，提高了中子管靶的散热能力，提高了微型中子源的耐温性能；另一方面本发明根据快中子探测系统实时测量的中子产额与要求产额的差异情况，通过控制系统自动调节电源系统参数，从而提高微型中子源中子产额的稳定性。

技术领域

本发明涉及微型加速器型中子源，特别是涉及一种耐高温微型中子源。

背景技术

微型中子源在油气测井、工业物料成分在线检测、辐照测试等领域有着广泛的应用。油气测井微型中子源通常工作在超过3000m深的地层，由于地层温度梯度的存在，微型中子源工作环境温度达到125℃以上，甚至高达175～200℃，这给微型中子源的耐温和热管理设计带来了极大挑战。微型中子源包括中子管、电源系统和控制系统等，其中核心部件是中子管，中子管(尤其是中子管靶)散热能力是影响微型中子源耐温性能的关键因素之一。现有微型中子源中子管一般采用基于热传导和/或自然对流的散热方式，散热效率低，且进一步提升的空间很小。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种耐高温微型中子源。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

所述控制系统、所述电源系统和所述中子管在所述外壳内依次顺序放置；

所述耐高温微型中子源还包括主动射流系统和快中子探测系统，所述外壳内充有绝缘气体，所述主动射流系统和所述快中子探测系统依次布置在所述中子管靶后端；所述主动射流系统内含有主动射流单元，用于产生射流。

本发明的有益效果是，实现对中子管靶的主动强化散热，克服了已有技术中中子管靶只能利用热传导和/或绝缘气体或绝缘油进行自然对流冷却的缺陷，极大提高中子管靶的散热能力，同时也有利于电源系统、控制系统电路板和器件的散热，大幅提高微型中子源的耐温性能。另一方面，本发明提出了在中子管靶后端布置快中子探测系统，根据快中子探测系统实时测量的中子产额与要求产额的差异情况，通过控制系统调节电源系统参数，从而提高微型中子源中子产额的稳定性。

优选地，所述主动射流系统包含不少于两个主动射流单元；所述主动射流单元包含振动片、所述振动片两侧的压电振动膜和振动腔；所述主动射流单元为环扇形柱体结构，与外壳同轴，沿圆周布置在所述外壳的内壁；所述振动片与所述中子管靶轴线平行，设置在所述振动腔长边方向的内侧；所述振动腔朝向中子管靶的一侧设置有射流孔。

优选地，所述射流孔为单孔或阵列多孔，射流孔的形状为圆形、椭圆形、菱形、三角形、长方形或狭缝形。

上述实施例中，工作时对压电振动膜通以激励交流电压，压电振动膜带动振动片振动，振动腔体积随振动片的振动周期性地增大-减小，对周围的绝缘气体形成吸-吹效应，综合效果是形成朝向中子管靶的射流，从而实现中子管靶的主动强化散热。

优选地，所述主动射流系统包含一个主动射流单元；所述主动射流单元为圆柱体扁盒结构，由振动片、所述振动片两侧的压电振动膜、振动腔和所述振动腔的底座构成；所述振动片与所述中子管靶轴线垂直，所述振动腔轴线与所述中子管靶轴线重合，所述振动片设置在所述振动腔上远离所述中子管靶的一侧；所述振动腔朝向中子管靶的一侧设置有射流孔。

优选地，所述主动射流系统包含一个主动射流单元；主动射流单元为长方体扁盒结构，由振动片、所述振动片两侧的压电振动膜、振动腔和固定所述振动腔的底座构成；所述振动片与所述中子管靶轴线平行，所述振动腔中心线与所述中子管靶轴线重合，所述振动片设置在所述振动腔长边方向的单侧或双侧；所述振动腔朝向所述中子管靶的一侧设置有射流孔。