应用于中子辐射成像的高产额中子管，由于其内部结构复杂和高中子产额、强束流，对引出的束流品质和离子光学系统设计要求严格。在强束流、高产额条件下工作，离子源和靶极的散热设计也极为苛刻。国内外进行高产额、长寿命中子发生器研制一般向两个方向发展，一是利用小束流适当降低产额、小型化、DT 混和自成靶，以提高使用寿命，最主要的应用是在石油测井和其它需要使携式中子发生器的地方；另一种是大的靶面积、自成靶以实时补充消耗的DT混和气体，利用大束流、靶散热、多级加速系统、甚至带有真空泵以维持中子管内部真空。 一种高产额中子管，由离子源，加速电极、锥形靶及气压调节元件组成，高产额中子管引出束流要达到mA量级，离子源离子流有几十mA，对离子源阴阳极间隙、电磁场分布、绝缘、离子溅射、散热等都需要优化发计和进行大量实验验证，以满足结构尺寸要求和一定强度高品质束流的技术指标。中子管的最终产额与靶中离子射程内的氚浓度紧密相关。中子管在存放和工作过程中氚浓度不断遭到损失，在一定充氚条件下，氚粒子浓度在靶膜中并非均匀分布，而随膜厚形成某种分布。设氚在膜层中的饱和浓度为ns，在整个膜层中均匀分布时，则浓度分布为一直线。