НЕЙТРОННЫЕ ИСТОЧНИКИ

НЕЙТРОННЫЕ ИСТОЧНИКИ

       

Действие всех типов Н. и. основано на использовании ядерных реакций, сопровождающихся вылетом нейтронов. Простейшие Н. и. (ампульные) содержат либо спонтанно делящееся ядро (напр., 252Cf), либо однородную смесь порошков Be и a-активного нуклида (напр., 210Ро, 226Ra, 239Pu, 241Am), излучающую нейтроны в результате реакции 9Ве+4Не=12С+n.

Макс. мощность таких Н. и. (=107 нейтрон/с) ограничена допустимой активностью радиоактивных препаратов (?10 Ки). Достоинства ампульных Н. и.— малые габариты, портативность и стабильность (хотя мощность источника плавно меняется в соответствии с периодом полураспада радиоактивного нуклида). Их недостатки — низкая интенсивность, широкий сплошной энергетич. спектр нейтронов (=0,1— 12 МэВ) и высокий уровень сопровождающего g-излучения.

Более интенсивные Н. и., испускающие до 1012 нейтрон/с,— небольшие электростатич. ускорители заряж. ч-ц (н е й т р о н н ы е г е н е р а т о р ы), в к-рых ядра дейтерия, ускоренные до энергии =200 кэВ, бомбардируют мишень, содержащую тритий. В результате реакции 2Н+3Н® 4Не+n образуются почти моноэнергетич. нейтроны с энергией 14 МэВ. Нейтронные генераторы широко используются для нейтронного активационного анализа материалов и для нейтронного каротажа геологич. пород.

Самыми мощными Н. и. явл. ядерные реакторы, испускающие-5•1016 нейтрон/с на каждый МВт мощности реактора. Для хар-ки реактора как Н. и. более употребительно не полное кол-во испускаемых нейтронов, а макс. плотность N их потока (яркость) внутри активной зоны или замедлителя реактора. В спец. исследовательских реакторах яркость достигает =1015 нейтрон/с с 1 см2. Хотя в реакции деления ядер ср. энергия образующихся нейтронов составляет =2 МэВ, в результате замедления нейтронов в конструкц. элементах и замедлителе спектр нейтронов обычно сильно обогащён тепловыми нейтронами (максимум в области 0,06 эВ). Ещё большая яркость =1017 нейтрон/с с 1 см2 (в импульсе длительностью =100 мкс) достигается в импульсных реакторах, к-рые удобны для спектрометрич. исследований (см. НЕЙТРОННАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ).

Высокая импульсная яркость получается также при использовании пучков мощных электронных или протонных ускорителей. В электронных ускорителях нейтроны получаются в результате фотонейтронной реакции от тормозного излучения эл-нов, падающих на вольфрамовую или урановую мишень. При энергии эл-нов 30 МэВ генерируется 1 нейтрон на 100 эл-нов. В протонных ускорителях нейтроны непосредственно выбиваются протонами из ядер. При энергии протонов 1 ГэВ каждый протон выбивает из урановой мишени до 30 нейтронов.

Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1983.

НЕЙТРОННЫЕ ИСТОЧНИКИ

- устройства для получения нейтронных пучков. Действие всех типов источников основано на использовании ядерных реакций, сопровождающихся вылетом нейтронов. H. и. характеризуются интенсивностью (число нейтронов в 1 с), энергетических и угловых распределениями, степенью поляризации нейтронов (см. Поляризованные нейтроны )и режимом испускания (непрерывным или импульсным).

Простейшие H. и. (радиоизотопные) содержат либо спонтанно делящиеся ядра (напр., ²⁵²Cf), либо однородную смесь порошков Be и a-активного нуклида (²⁵⁰Po, ²²⁶Ra, ²³⁹ Pu, ²⁴¹ Am), излучающую нейтроны в результате реакции ⁹Be + ⁴He = ¹²C + n. Макс. мощность таких H. и. (~ 10⁸ нейтрон/с) ограничена допустимой активностью радиоакт. препаратов. Достоинства радиоизотопных H. и. - малые габариты, портативность и стабильность (хотя мощность источника плавно падает в соответствии с периодом полураспада радиоакт. нуклида). Их недостатки, кроме низкой мощности,- широкий энергетич. спектр нейтронов (0,1 - 12 МэВ) и высокий уровень сопровождающего g - излучения.

Более мощные H. и., испускающие 10 ⁷ - 10¹³ с ^-1,- небольшие эл.-статич. ускорители, в к-рых ядра дейтерия ²H, ускоренные до энергии ~ 200 кэВ, бомбардируют мишень, содержащую тритий ³H. В результате реакции ²H + ³H = ⁴He + n образуются практически моноэвергетич. нейтроны с энергией ~ 14 МэВ. Такие H. и. используются для нейтронного актива-ционного анализа, нейтронного каротажа, нейтронографии,

Еще более мощными H. и. являются исследовательские ядерные реакторы, испускающие 5·10¹⁶ c^-1Ha каждый МВт мощности реактора. Реактор как H. и. обычно характеризуется не полным кол-вом испускаемых нейтронов, а макс. плотностью N их потока (яркость) внутри активной зоны или замедлителя реактора. В исследовательских реакторах N достигает 10¹⁵ с ^-1 с 1 см ². Хотя в реакции деления ядер ср. энергия образующихся нейтронов ~ 2 МэВ, в результате замедления нейтронов в конструкц. элементах и замедлителе спектр нейтронов обычно сильно обогащён тепловыми нейтронами (максимум в области 0,06 эВ). Ещё большая яркость ~ 10¹⁷ с ^-1 с 1 см ² (в импульсе длительностью 100 мкс) достигается в импульсных реакторах.

Высокая плотность потока нейтронов получается также при использовании мощных электронных или протонных ускорителей (см. Нейтронный генератор).

В. И. Лущиков.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988.