一种新型的小直径150℃中子发生器

温度 ：５ ｏ １０Ｃ 寿命 ： ７ ≥１５ｈ
常 、 温产 额变 化率 ≤ ±１ ％ 高 ５ 产 额稳 定性 变化 率 ≤１ ％ ５
阳极 高压 ≤４ｋ Ｖ
靶 压 ≤１０ｋ １ Ｖ 靶 流 ≤１０Ｆ ２ Ａ
采 用潘 宁离 子 源 ， 宁离子 源具 有结构 简单 、 潘 工作
石
油
仪
器
２１ ００年
・
第２ ４卷
第 ４期
Ｐ Ｔ Ｌ Ｍ ＮＳ ＲＵＭＥ Ｓ Ｅ ＲＯ ＥＵ Ｉ ｒ ＮＴ
仪 器设 备 ・
一
种新型的小直径 １０Ｃ ５ ￣中子发生器
秦爱玲 麻 惠生
陕西 西安）
（ 中国石油测井集团有限公 司测井仪器厂
摘
要 ：随着脉 冲中子测 井的发展 ， 小直径、 长寿命耐 高温 中子发 生器是市场 的迫切需求 。文章介 绍 了 １０Ｃ中子发 ５￣
解决 了许 多年来 中子 管 与 中子发 生 器 的 配接 问题 ， 最 终形 成 了完 整 的 １０Ｃ中子发生 器仪 器 。 ５￣
品靶 中子 管 的使 用 寿命 和耐受 温度 的局 限 。商 品靶 的
中子管在使用的开始由于靶子上氚 的居里数较大 ， 所
以产额 很 高 ， 寿命 的主要 原 因并不 是氚 的耗尽 ， 其 而是 中子管 内部 真空 度 的破 坏 ，３ 中子 管 的使用 寿命 在 １５Ｃ ｏ
１ 因为贮 存器 里 供 的是 Ｄ—Ｔ混 合 气 ， ） 中子 管 工
提高 负载 能力 。
作时可以使靶子上 的氚浓度保持动态平衡 （ 即中子管 工 作时注 入 的氚 等 于参 加 Ｄ—Ｔ核反应 的氚 ） 只要贮 ，
存 器里有 Ｄ —Ｔ混合 气就有 稳定 的 中子输 出。 中子管
（倍 压 级 数 由原来 的 １ ５级提 高 到 ２ ０级 ， 高输 提 出能 力 ， 减小 电容 和硅堆 的承压 ， 提高 了器件 工作 的可
靠性。
１ ３ 控 制 电路的优 化 ．
的使用寿命不再由靶子决定而是决定 于其它因素如 ：
稳 定可靠 、 寿命长 、 电功率 小 ， 能在 低 气压 下 工作 耗 并
的优点 。
中子管 采用 自成靶 技术 是 中子管 提高耐 受温 度 的 关 键措施 ， 统 的 １５ 传 ２ ℃中子管 采 用 的是 商 品靶 技 术 ， 由于预先 在靶 子上 充 有 十几 居 里 的氚 ， 得 中子 管 去 使 气 温度不 能过 高 ， 零件 去 气 不 彻 底 ， 响真 空 度 ； 一 影 另
Ｊ Ｂ中子 管 ， 中子 管技术 指标 如下 ： 该
外径 ：０ｍｍ×２ ０ｍ ３ ０ ｍ
自成靶 技术 是给组 装排 完气 的 中子管 内贮存 器供 Ｄ—Ｔ混合气 ， 再采用 注入方法使 中子管 自生形成氚 靶 。注 入过程 中中子管 的 中子产额 随着 时 间的延 长产
额逐 渐增 加 ， 后达 到饱 和 即产额 既不增 加也 不减少 ， 最 这种 新工 艺技术 有 如下 的优点 ：
第一作者简介 ：秦爱玲 ， ，１６ 女 ９ ７年生 ， 高级工程师 ， 毕业 于兰州大学现代物理系原子核物理专业 ， 现在 中国石 油测井 集团有限公 司测井 仪器厂从 事核测井发射性仪器研发工作 。邮编 ： １０ ４ ７ ０５
石
・
油
仪
器
２１ ０ ０年 ０ 月 ８
２６ ・
Ｐ Ｔ ０ Ｅ Ｍ ＩＳ Ｒ ＭＥ Ｔ Ｅ Ｒ Ｌ Ｕ Ｎ Ｔ Ｕ Ｎ Ｓ
６ ０ｈ～８ ０ｈ左右 。
１ 关键 技Biblioteka Baidu 的 实现
１ １ 中子管 【 ． ｌ Ｊ
中子 管是本 项 目的 主要 部 件 ， 性 能尤 其 是 稳 定 其
性直接影响 了中子发生器 的整体性能 ， Ｚ ４ Ｅ— Ｂ Ｃ Ｆ５ Ｊ
中子发生 器采用 该项 目研 制 的 自成靶 １０Ｃ ＭＺ ０ ５ ￣ ３Ｅ—
０ 引 言
自成靶 中子 管和 中子发 生器 的研究 工作 断断 续续 开展 了很多 年 ， １９ 在 ９ ７年左 右 就 开展 了 １０ 自成 靶 ５℃ 中子 管 的研 究 工 作 ， 后 又 开 展 了 １ ０（中子 发 生 器 其 ５￣ ２ 的研究 工作 。 自成 靶 中子 管靶 子 采 用 了新 工 艺 ， 耐 其 受温度 高 、 用 寿 命 长 ， 是 在 相 同产 额 情 况 下 负 载 使 但 重 、 额低 ， 样 的特 点 对 密 封 高 压 提 出 了更 高 的要 产 这
求 。密 封高压 在耐 受 温 度更 高 、 用 寿 命更 长 的苛 刻 使
条件 下还需要 提 高负载 能力 ， 设计 上 出现 了瓶颈 ， 从 没 能解决 强负载 能力 的 密 封高 压 ， 中子 管 的靶 流 也 没 而 有得到有 效 的降低 。 由于这 个 原 因 ， 直 以来 没 有 形 一 成 １０（中子 发生 器 的完 整技 术 ， 就没 有形 成 １０Ｃ ５￣ ２ 也 ５ｏ 的测井 仪器 。这极 大 的影 响 了仪 器从 １５Ｃ向 １０Ｃ ３￣ ５￣ 提升 的进 程 。本项 目的开 展 正是 针 对 这个 问题 ，０ ９ ２ ０ 年底 最终 研制 出 了长 寿命 耐高 温 的 自成靶 中子 管和 负
生器 ， 该新产品是采 用 自成靶 中子管和 高负载能力的 密封 高压 实现 １０Ｃ１５ ５ ￣ ７ ｈ的中子发 生器技术 。 关 键 词 ：中子发生器 ；密封 高压 ；负载能力 ；中子管 ；自成靶 ； Ｚ ４ Ｃ Ｆ ５一Ｅ
中图 法 分 类 号 ： ６ １ ８ ７ Ｐ ３ ． １ 文 献标 识码 ： Ｂ 文章 编 号 ：１０ —１４ ２ １）４０２ —３ ０ ４９ ３ （ ００ ０ —０ ５０
方 面大量 的氚 造成 的氚 的 自然衰变 生成 的氦 随着环境 温度 的升 高 会 从 靶 子 中释 放 出来 ｌ ３， 也会 极 大破 ２ ｌ这 、 坏 中子管 的真空 状 态 ， 两项 对 真 空 度 的破 坏 造 成 商 这
载能 力更强 、 可靠 性 更 高 、 耐受 温度 更 高 的 密封 高压 ，