НЕЙТРО́ННЫЕ ИСТО́ЧНИКИ

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.