Подпишитесь на наши новости
Вернуться к началу с статьи up
 

НЕЙТРО́ННЫЙ ГЕНЕРА́ТОР

  • рубрика

    Рубрика: Физика

  • родственные статьи
  • image description

    В книжной версии

    Том 22. Москва, 2013, стр. 320

  • image description

    Скопировать библиографическую ссылку:




Авторы: Е. П. Шабалин

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.

Лит.: Гу­ре­вич И. И., Про­та­сов В. П. Ней­трон­ная фи­зи­ка. М., 1997; Се­ва­сть­я­нов В. Д., Тры­ков Л. А. Ис­сле­до­ва­ние ха­рак­те­ри­стик ней­трон­но­го и $γ$-из­лу­че­ния ге­не­ра­то­ров ней­тро­нов // Атом­ная энер­гия. 2008. Т. 104. Вып. 1.

Вернуться к началу