НЕЙТРО́ННЫЙ ГЕНЕРА́ТОР
-
Рубрика: Физика
-
-
Скопировать библиографическую ссылку:
НЕЙТРО́ННЫЙ ГЕНЕРА́ТОР, компактный переносной нейтронный источник, в котором нейтроны образуются в результате термоядерных реакций – слияния дейтрона $d$ с дейтроном или тритоном $t: d+ d→ n + \ce{^3\!He}$ или $d+ t→ n +\ce{^4\!He}$. Моноэнергетич. нейтроны, испускаемые в этих реакциях, имеют энергию 2,5 МэВ и 14,1 МэВ соответственно.
Существует 3 осн. типа Н. г., различающихся по принципу создания условий для протекания термоядерной реакции: нейтронные трубки, генераторы плазменного фокуса и Н. г., основанные на принципе инерциального электростатич. удержания холодной плазмы (Inertial Electrostatic Confinement, IEC).
В нейтронных трубках дейтроны ускоряются в вакууме до энергии примерно 100–300 кэВ и бомбардируют твёрдую мишень, содержащую дейтерий или тритий. В результате создаётся импульсный или постоянный поток нейтронов мощностью 107–1011 нейтронов в секунду. Недостатком таких Н. г. является малый рабочий ресурс сменной излучающей камеры (порядка 1014 нейтронов).
В Н. г. типа IEC дейтроны и тритоны многократно проходят ускоряющий зазор в разреженном газе (смеси дейтерия и трития), одновременно являющемся мишенью. Н. г. такого типа имеют ресурс работы 10–20 тыс. часов, могут работать как в постоянном, так и в импульсном режиме и создавать поток нейтронов мощностью до 5·1012 нейтронов в секунду.
Н. г. плазменного фокуса представляет собой камеру особой геометрии. В этой камере путём мощного разряда создаётся неустойчивая горячая плазма, в малой области которой (в плазменном фокусе) достигается темп-ра, достаточная для кратковременного протекания термоядерной реакции. Н. г. плазменного фокуса создают рекордно короткие (длительностью 10 нс), но сравнительно редкие вспышки нейтронов. Редкость вспышек (1 раз в неск. минут) объясняется большой энергией питания (ок. 1 МДж); выход нейтронов растёт пропорционально квадрату потребляемой энергии. Установки плазменного фокуса, так же как и установки типа IEC, находятся в стадии совершенствования: предполагается, что в Н. г. типа IEC можно будет получать поток нейтронов мощностью до 1015 нейтронов в секунду, а в Н. г. плазменного фокуса – до 1014 нейтронов в импульсе.
Н. г. используются гл. обр. в геологии (см. в ст. Радиоактивный каротаж) для элементного и изотопного анализа веществ, а также в медицине (для нейтронной терапии), в лабораторных и учебных работах, в установках для обнаружения делящихся и взрывчатых веществ.