用于補償中子孔隙度測井的可控中子源技術(shù)

Am－Be源在核測井儀器中使用，具有非常強的放射性。近十年來，普遍采用小型D－T中子發(fā)生器，但這類發(fā)生器含有幾個居里的氚，仍具有放射危險性。相對于Am－Be和D－T源，D－D中子源不含放射和化學(xué)危險源，在作業(yè)使用和處理上比較安全。

D－D中子源的缺點是其中子產(chǎn)額較低，只能達(dá)到1×106n／s。這主要是因為D－D源使用強度不夠高的Penning離子源。Penning離子源的單原子離子產(chǎn)量較低（＜10%），因此美國Sandia國家實驗室（Sandia National Laboratoires）開發(fā)了一種單原子氘離子產(chǎn)量大于90%的離子源。這種離子源也利用了D－D中子的方向性和脈沖模式的工作方式，使離子源在相同的輸入功率下達(dá)到所要求的中子產(chǎn)額。現(xiàn)正在研發(fā)一種現(xiàn)場發(fā)射型離子源，使中子發(fā)生器的體積更小、功率更低且可獲得更高的中子產(chǎn)額。由于超短RF（射頻）離子源或微波電荷離子源可以產(chǎn)生所需中子產(chǎn)額的較高比例的單原子離子，因此采用這2種新型的離子源技術(shù)已大大提高了中子產(chǎn)額。其中微波電荷離子源技術(shù)也可在脈沖模式下工作，這種技術(shù)也用于其他測井技術(shù)中。

在輸入功率僅約為100W的情況下，D－D中子發(fā)生器技術(shù)可產(chǎn)生108n／s中子產(chǎn)額。先進(jìn)的微波離子源可以使耦合的等離子體保持不少于50W的功率，提供高達(dá)1 000μA／mm2的電流密度。在RF（射頻）等離子體低功率情況下實現(xiàn)感應(yīng)模式更困難，但在50W功率電容放電模式下可獲得大約2μA／mm2的電流密度。后一種系統(tǒng)通過從離子源提取多個離子束，進(jìn)一步提高總的束流。此外，放電功率大約為40W的Penning離子源可使離子電流密度達(dá)到50μA／mm2。