Накопитель ультрахолодных нейтронов

" ал

1-- - --:---. (С-,:,,; —,-, C

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВтОРСКОМ СВИДГтКЛЬСтВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 01.1174(21) 2071337/25 с присоединением заявки М (23) Приоритет— (43) Опубликован ° ..1077. Бюллетень ph 37 (45) Дата опубликования описания 17.11.77

Союз Советских

Социалистических

Республик (ll) 148944 (Sl) N. Кл.

H 05 H 1/00

ГЭЭ1>>и>тэтээииии иэюитэт

Веэети Миииэтиэе CCCP иэ хеиэя иееэеетеиии и етиумтий (ЬЗ) УДК

621.386.083 (088.R) (72) Автор изобретения

Ф. Л. Шапиро

Pl) Заявитель

Объединенный институт ядерных исследований (54) НАКОПИТЕЛЬ УЛЬТРАХОЛОДНЫХ НЕЙТРОНОВ

Изобретение относится к конструкции устройств для накопления ультрахолодных нейтронов (УХН) и может быть использовано в экспериментальной нейтронной физике. 5

Известны различные устройства для получения и хранения ультрахолодных нейтронов, и одной иэ актуальных задач нейтронной физики в настоящее время является создание эффективных уст- 10 ройств для накопления ультрахолодных нейтронов.

Наиболее близким к предложенному является накопитель ультрахолодных нейтронов, содержащий замкнутый сосуд 15 с конвертором, расположенным в горловине сосуда, магнитный затвор с соленоидом и блоком управления. Принцип действия затвора известного накопителя заключается в синхронном с источни- 20 ком нейтронов включении магнитного поля такой величины и конфигурации, что вылетающие иэ конвертора с граничной скоростью Чгр нейтроны с направлением спинов против поля будут замедляться

25 и переходить в УХН. B промежутке между импульсами выходу УХН из сосуда препятствует конвертор или его оболочка перекрывающие входное отверстие.

Граничная скорость конвертора должна быть не меньше граничной скорости сосу> стенок накопительного сосуда Ч,, т.е. сос

Чгр W Чгр

Недостатком известного накопителя является относительно невысокая эффективность, обусловленная тем, что технически сложно реализовать высокую частоту следования импульсов магнитного поля необходимой длительности и напряженности, что>в свою очередь, ограничивает их применение на импульсных источниках нейтронов с частотой действия выше 10 Гц.

Цель изобретения — повышение эффективности накопителя..Эта цель достигается тем, что он снабжен ферромагнитной пленкой, перекрывающей горловину сосуда в пространстве между конвертором и остальной частью сосуда, а блок управления содержит устройство для изменения направления тока в соленоиде.

В основу предложения положено физическое явление отражения УХН от поверхности намагниченного ферромагнетика, при котором нейтроны со спином по направлению намагниченности имеют амплитуду рассеянияа + Ь, а против намагниченности о — Ь, где с> — ядерная когерентная амплитуда рассеяния, 548944

Формула изобретения

ЦНИИПИ Заказ 4070/43 Тираж 1003 Подписное

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4

Ь -магнитная. Если подобрать такой ферромагнетик, в котором о = Ь, то

s намагниченном состоянии он будет полностью отражать одно спиновое состояние УХН и пропускать внутрь себя ругое. Такими свойствами обладают, апример, сплав 8% железа и 92% кобальта; железо с определенной концентрацией своих изотопов и др. Если отражающую стенку сделать в виде тонкой пленки (10 мк), чтобы уменьшить поглощение уХН при их прохождении, то ее можчо использовать для создания импульсного магнитного затвора УХН. Для намагничивания и перемагничивания такой пленки требуются сравнительно умеренные магнитные поля (несколько сотен эрстед против 30-40 кЭ в затворе-прототипе). В виду легкости перемагничивания такой пленки частота следования импульсов может быть получена доста- 20 точно высокой с хорошими фронтами.

Граничная скорость пленки в намагниченном состоянии для одного из спиновых состояний нейтрона должна быть не меньше граничной скорости стенок 28 накопительного сосудаЧ, а гранич

2Р Рр к с Осад конвертором с У >ч, р

На чертеже показан предлагаемый накопитель включающий замедлитель 1, конвертор 2, ферромагнитную пленку 3, замкнутый сосуд 4, электромагнит 5.

Магнитный затвор накопителя состоит из тонкой ферромагнитной пленки 3 и намагничивающего устройства — элект,0 ромагнита. Пленка 3 располагается на поверхности (или в непосредственной близости) конвертора 2, в котором УХН генерируются тепловыми нейтронами, вылетающими из замедлителя 1 импульс- ного источника нейтронов (последний не показан на чертеже).

1.

Устройство работает следующим образом.

В промежутке между импульсами нейтронного источника пленка 3 намагничивается в некотором направлении в своей плоскости электромагнитом 5, в который подается импульс тока, оканчивающийся в момент начала имгульса нейтронного источника. В этот же момент на электромагнит подается импульс тока противоположной полярности (условно назовем его отрицательньм), который перемагничивает пленку. В замкнутый сосуд 4, в котором надо накопить УХН, пролетают УХН только с определенной проекцией сгина на магнитное поле.

После того, как все УХН вытекут из конвертора 2 в сосуд 4, отрицательный импульс тока заканчивается и подается положительный импульс, при этом УХН оказываются запертыми в сосуде 4 (при условии, что не происходит переворотов спивов, так называемой деполяризации) . С помощью такого затвора идеально можно накопить УХН в замкнутом сосуде до плотности, равной половине.импульсной плотности УХН в .конверторе. В реальных условиях эффективность накопителя будет повышенной из-за возможности работы на более высоких частотах следования импульсов нейтронов.

Накопитель ультрахолодных нейтронов, содержащий замкнутый сосуд с конвертором, расположенным в горловине сосуда, магнитный затвор с соленоидом и блоком управления, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности, он снабжен ферромагнитной пленкой, перекрывающей горловину указанного сосуда в пространстве ме>кду конвертором и остальной частью сосуда; а блок управления работой соленоида содержит устройство для изменения направления тока в соленоиде.