用于补偿中子孔隙度测井的可控中子源技术

Am－Be源在核测井仪器中使用，具有非常强的放射性。近十年来，普遍采用小型D－T中子发生器，但这类发生器含有几个居里的氚，仍具有放射危险性。相对于Am－Be和D－T源，D－D中子源不含放射和化学危险源，在作业使用和处理上比较安全。

D－D中子源的缺点是其中子产额较低，只能达到1×106n／s。这主要是因为D－D源使用强度不够高的Penning离子源。Penning离子源的单原子离子产量较低（＜10%），因此美国Sandia国家实验室（Sandia National Laboratoires）开发了一种单原子氘离子产量大于90%的离子源。这种离子源也利用了D－D中子的方向性和脉冲模式的工作方式，使离子源在相同的输入功率下达到所要求的中子产额。现正在研发一种现场发射型离子源，使中子发生器的体积更小、功率更低且可获得更高的中子产额。由于超短RF（射频）离子源或微波电荷离子源可以产生所需中子产额的较高比例的单原子离子，因此采用这2种新型的离子源技术已大大提高了中子产额。其中微波电荷离子源技术也可在脉冲模式下工作，这种技术也用于其他测井技术中。

在输入功率仅约为100W的情况下，D－D中子发生器技术可产生108n／s中子产额。先进的微波离子源可以使耦合的等离子体保持不少于50W的功率，提供高达1 000μA／mm2的电流密度。在RF（射频）等离子体低功率情况下实现感应模式更困难，但在50W功率电容放电模式下可获得大约2μA／mm2的电流密度。后一种系统通过从离子源提取多个离子束，进一步提高总的束流。此外，放电功率大约为40W的Penning离子源可使离子电流密度达到50μA／mm2。