[发明专利]一种小型中子源及其制备方法

权利要求书

1.一种小型中子源，其特征在于，包括离子枪、阳极靶和绝缘套筒；

所述离子枪为产生离子束的部件，包括接地或者接正电压的CNTs场致离子发射电极、接负高压的栅极和绝缘基座，所述的CNTs场致离子发射电极和栅极封装在绝缘基座上，所述离子枪内充斥着待电离的气体；

所述的CNTs场致离子发射电极为将生长在基片上的碳碳纳米管阵列固定在场致离子发射电极上；

所述阳极靶为受离子束轰击并产生中子的阳极；

所述的离子枪和阳极靶封装在绝缘套筒的两端。

2.根据权利要求1所述的小型中子源，其特征在于，所述的栅极由钼、铜、不锈钢、钨或石墨制备的栅网组成；所述的待电离的气体为氘气或者氚气；所述的绝缘基座为陶瓷基座。

3.根据权利要求1-2任一项所述的小型中子源，其特征在于，所述的小型中子源包括聚焦电极，所述的聚焦电极设置在离子枪和阳极靶之间；所述的聚焦电极为接聚焦压的金属材料制备的电极；所述的聚焦电极安装在绝缘套筒上。

4.根据权利要求3所述的小型中子源，其特征在于，所述的聚焦电极的金属材料为不锈钢、钼、铜或铁。

5.根据权利要求1-2任一项所述的小型中子源的制备方法，其特征在于包括以下内容：

a、在基片上制备碳纳米管阵列，形成CNTs场致离子发射阵列；

b、将CNTs场致离子发射阵列固定在由金属材料制成的电极上，得到CNTs场致场致离子发射场致离子发射电极；

c、将CNTs场致离子发射电极和栅极封装在绝缘基座上，组成场致发射离子枪；

d、将离子枪和阳极靶封装在绝缘套筒两端。

6.根据权利要求5所述的小型中子源的制备方法，其特征在于，步骤a中所述的CNTs场致离子发射阵列是通过以下3种方式制得：1）采用化学气相沉积的方法在基片上制备碳纳米管阵列；2）采用印刷方法在基片上制备碳纳米管阵列；3）采用电泳的方法在基片上制备碳纳米管阵列。

7.根据权利要求3所述的小型中子源的制备方法，其特征在于包括以下内容：

a、在基片上制备碳纳米管阵列，形成CNTs场致离子发射阵列；

b、将CNTs场致离子发射阵列固定在由金属材料制成的场致离子发射电极上，得到CNTs场致离子发射电极；

c、将接地或者接正电压的CNTs场致离子发射电极和接负高压的栅极封装在绝缘基座上，组成离子枪；

d、将聚焦电极的安装在绝缘套筒上；

e、将离子枪和阳极靶封装在绝缘套筒两端。

8.根据权利要求7所述的小型中子源的制备方法，其特征在于，步骤a中所述的CNTs场致离子发射阵列是通过以下方式制得：采用化学气相沉积的方法、丝网印刷的方法或者电泳方法，将碳纳米管阵列制备在基片上。