2.Методы получения и регистрации нейтронов. Образование нейтронов в природе.

Ампульный нейтронный источник. Эти источники представляют собой однородную спрессованную смесь α-активного вещества обычно с порошком металлического бериллия или бора. Кроме бериллия и бора иногда используются лёгкие элементы: фтор, литий, углерод и т.д. α- излучателями служат полоний-210, радий-226, америций-241, плутоний-238, плутоний-239, кюрий-248 и калифорний-252. Источники с радием в виде α-излучателя дают нейтроны по реакции (α, n), вызываемой α-частицами как собственно 226Ra, так и продуктов его распада. Преимущество источника – большой срок службы (период полураспада радия 1620 лет), недостаток – интенсивное сопутствующее гамма-излучение. В источнике происходит ядерная реакция: ⁹Be + α→ 14C + n. Преимущество полониевых источников состоит в том, что они имеют менее интенсивное γ- излучение (1 γ-квант/нейтрон), чем радиевые источники (104 γ-квант/нейтрон). Основной недостаток - небольшой срок службы, определяемый периодом полураспада полония, однако, этот недостаток можно рассматривать как преимущество. В связи с относительно небольшим периодом полураспада при использовании полония-210 в изделиях практически не возникает проблемы долговременного хранения радиоактивных отходов. Фотонейтронные источники В этих источниках нейтроны получают по реакции (γ,n), которая может идти при энергиях γ-квантов, превышающих энергию связи нейтрона в ядре мишени. В радиоактивных фотонейтронных источниках используются в виде мишеней только бериллий и дейтерий. В виде источников γ-квантов используются радиоактивные изотопы 24Na, 56Mn, 72Ga, 88Y, 116La, 140La, 228Th в равновесии с основными дочерними продуктами распада. В этих источниках разброс нейтронов по энергиям бывает небольшой, поэтому для многих практических задач такие источники могут считаться моноэнергетическими. Генераторы нейтронов. Существуют источники нейтронов, использующие ускорение заряженных частиц по реакциям (p,n) и (d,n). Генераторы нейтронов обычно выдают нейтроны со средней энергией 14 МэВ - 2.5 МэВ. Преимущества портативных нейтронных генераторов (НГ) с «отпаянной» нейтронной трубкой таковы: они практически не обладают радиационной опасностью в выключенном состоянии при хранении; наличие регулируемого режима излучения нейтронов позволяет производить регистрацию полезных эффектов в интервалах между импульсами нейтронов, что улучшает фоновые условия при измерениях. К недостаткам НГ относятся высокая стоимость; ограниченный ресурс работы (до 300 часов, нестабильность выхода нейтронов от импульса к импульсу (до 50 %) и невозможность рассматривать нейтронный генератор как точечный источник.

Действие нейтронных детекторов основано на регистрации вторичных частиц, образующихся в результате взаимодействия нейтронов с атомными ядрами. Для регистрации медленных используются ядерные реакции расщепления лёгких ядер под действием нейтронов [10В(n, α) 7 Li, 6 Li(n, α) 3 H и 3 He(n, p)1 H] с регистрацией a-частиц и протонов. Эффективность регистрации быстрых нейтронов перечисленными детекторами в сотни раз меньше, поэтому быстрые нейтроны предварительно замедляют в парафиновом блоке, окружающем нейтронный детектор. Для регистрации продуктов ядерных реакций нейтронов с ядрами В и Li, протонов отдачи и осколков деления используются также ядерные фотографические эмульсии. Этот метод особенно удобен в дозиметрии, так как позволяет определить суммарное число нейтронов за время облучения. При делении ядер энергия осколков столь велика, что они производят заметные механические разрушения. На этом основан один изспособов их обнаружения: осколки деления замедляются в стекле, которое затем травится плавиковой кислотой; в результате следы осколков можно наблюдать под микроскопом. В ядерном реакторе нейтроны получают впроцессе деления ядер урана.Тепловая колонна не содержит быстрых нейтронов,но плотность потока в ней на 3-4 порядка ниже,чем в центральной зоне.Плотность потока нейтронов:2,5∙10¹³-8∙10¹⁴нейтронов/(cм²с).В ускорителях нейтроны получают за счет ядерных реакций: ⁹Ве(d,n) ¹⁰B, ⁷Li(d,n) ⁸Be, ³H(d,n) ⁴He.Энергия нейтронов,получающихся в ускорителях,зависит от энергии разгоняемых в них дейтронов,падающих на бнрилиевую или литинвую мишень.

Билет 12.