НЕЙТРО́ННЫЕ ИСТО́ЧНИКИ
-
Рубрика: Физика
-
-
Скопировать библиографическую ссылку:
НЕЙТРО́ННЫЕ ИСТО́ЧНИКИ, устройства или установки для получения потока свободных нейтронов. Все типы Н. и. используют ядерные реакции, сопровождающиеся вылетом нейтронов из атомных ядер. Осн. характеристики Н. и. – величина потока нейтронов в единицу времени (мощность) и режим испускания (непрерывный или импульсный). Первый Н. и. сконструировал Дж. Чедвик в 1932, использовав реакцию взаимодействия бериллия с $α$-частицами, возникающими при распаде радия: $\ce{^9Be +α→\:^12C +n}$.
Совр. радиоизотопные Н. и. (наиболее компактные из всех существующих) содержат либо смесь порошков $α$-радиоактивного препарата (разл. изотопы $\ce{Ra, ^210Po, ^238Рu}$) и лёгкого нуклида ($\ce{Li, Be, B}$), либо спонтанно делящиеся ядра (напр., $\ce{^252Cf}$). Радиоактивный препарат помещают в запаянную ампулу, поэтому Н. и. такого типа называют также ампульными. Эти Н. и. создают непрерывный поток нейтронов мощностью 106–109 нейтронов в секунду.
Более мощный поток нейтронов (до 1011 нейтронов в секунду) создают нейтронные генераторы, в которых используются реакции слияния ядер дейтерия и трития. Такие Н. и. могут работать как в постоянном, так и в импульсном режиме. Ещё более мощными Н. и. являются ускорители частиц (электронов, протонов, дейтронов), в которых поток частиц бомбардирует мишени, генерирующие нейтроны. Так, в мезонных фабриках нейтроны генерируются в мишени из тяжёлых ядер ($\ce{W, Pb, Hg}$) при их расщеплении протонами с энергией 1 ГэВ. В таких установках создаётся поток быстрых нейтронов мощностью до 1018 нейтронов в секунду.
Наиболее мощными Н. и. являются исследовательские ядерные реакторы. В получаемом спектре нейтронов с энергией до 10 МэВ выделяются 3 компонента – тепловые, резонансные и быстрые нейтроны. Нужный спектр получают установкой на пути потока нейтронов соответствующих замедлителей нейтронов. Замедлителями служат материалы, содержащие только лёгкие ядра – водород, дейтерий, углерод, бериллий. Снижение темп-ры замедлителя позволяет получить более медленные (т. н. холодные и ультрахолодные) нейтроны. Самые мощные (50–100 МВт) исследовательские ядерные реакторы обеспечивают полезную плотность потока тепловых нейтронов ок. 1015 нейтронов на 1 см2 за 1 секунду.