НЕЙТРОННЫЕ ИСТОЧНИКИ

НЕЙТРОННЫЕ ИСТОЧНИКИ источники
нейтронных пучков. Применяются в ядерно-физич. исследованиях и в практических
приложениях (см., напр., Нейтронный каротаж, Нейтронография). Все
H. и. характеризуются: мощностью (число нейтронов, испускаемых в 1 сек),
энергетическим
и угловым распределением, поляризацией нейтронов и режимом испускания (непрерывным
или импульсным). В первых H. и. для получения нейтронов использовались
ядерные
реакции (ос, п) на ядрах ⁷Be или
¹⁰B, а также
фоторасщепление дейтрона или ядра Be, т. е. реакция (,
n). В первом случае H. и. представляет собой равномерную механич. смесь
порошков ⁷Be и радиоактивного изотопа, испускающего-частицы
(Ra, Po, Pu и др.), запаянную в ампулу. Соотношение количеств Be и, напр.,
Ra 1/5 (по весу). Их мощность определяется допустимым количеством-активного
препарата. Обычно активность <=10 кюри, что соответствует испусканию
10⁷-10⁸ нейтронов в 1 сек(см.табл.). H. и. со смесью
Ra + Be и Am +Be являются одновременно источниками интенсивного-излучения
(10⁴-10⁵-вантов
на 1 нейтрон). H. и. со смесью Po + Be и Pu + Be испускают только 1-квант
на 1 нейтрон.

В случае фотонейтронного ампульного
источника ампула содержит полый цилиндр или шар из

Be или с тяжёлой водой Dвнутри
к-рого размещается источник-излучения.
Энергия-квантов должна быть выше
пороговой энергии фоторасщепления ядер D или Be (см. Фотоядерные реакции).
Недостаток
такого H. и.- интенсивное-излучение;
применяется в тех случаях, когда нужно простыми средствами получить моноэнергетич.
нейтроны. В ампульных H. и. используется также спонтанное деление тяжёлых
ядер (см. Ядра атомного деление).

После появления ускорителей заряженных
частиц для получения нейтронов стали использоваться реакции (,
n) и (d, n) на лёгких ядрах, а также реакции (d, pn). B спец. ускорительных
трубках протоны и дейтроны ускоряются в электрич. поле, создаваемом напряжением
10⁵ - 10⁷ в. Такие нейтронные генераторы
разнообразны по размерам и характеристикам (см. рис.). Нек-рые из них размещаются
на площади 50-100м² и обладают мощностью 10¹²-
10¹³ нейтронов в 1 сек (энергию можно варьировать от
10⁵ до 10⁷ эв). Существуют и миниатюрные ускорительные
трубки (диаметр 25-30 мм), испускающие 10⁷ - 10⁸
нейтронов в 1 сек, к-рые используются в нейтронном каротаже.

Для получения нейтронов с энергиями
2-15
Мэв
наиболее употребительны реакции D (d, n)³Не
и T(d, n)⁴He, мишенью служит гидрид металла (обычно Zr или Ti)
с дейтерием или тритием. В реакции D + d значительный выход нейтронов наблюдается
уже при энергии дейтронов 50 кэв. Энергия нейтронов при этом
2 Мэв
и растёт с ростом энергии протонов. Для нейтронов с энергией
13-20
Мэв предпочтительнее реакция T + d, дающая больший выход нейтронов.
Напр., при энергии дейтронов 200 кэв из толстой тритиево-циркониевой
мишени вылетают нейтроны с энергией 14 Мэв в количестве 10⁸
в 1 сек на 1 мкк дейтронов.

Реакция (,
n) на ядрах ⁷Li и др. удобна для получения моноэнергетич. нейтронов
в широком диапазоне энергий. Она обычно используется в электроста-

	Характеристики наиболее распространённых ампульных нейтронных источников.
	Ядерная реакция	Период полураспада	Число нейтронов в 1 сек на 1 кюри	Энергия нейтронов в Мэв
	Реакция (,n)			Сплошной
	Ra+Be	1620 лет	107	спектр от 0,1
	Rn+Be	3.8 сут		до 12
	Ро+Ве	139 сут	106	с максимумом
	Pu +Be	24 тыс. лет		в области
	Am +Be	470 лет		3-5
	Реакция (, n)			0,12
	Ra+D	1620 лет		0,83
	MsTh + Be	6,7 года		0,20
	MsTh +D			0,62
	140La + Be	40 ч	104-105	0,15
	140La+D			0,024
	124Sb+Be	60 сут		0,13
	72Ca+D	14,1 ч		0,83
	24Na+Be	14,8 ч		0,22
	24Na+ D
	Спонтанное деление		Число нейтронов на 1 мг	Сплошной спектр 0,1-12
	236p	2,9 года	26
	240Pu	6,6-103 лет	1,1	с максимумом в области 1,5
	244 Cm	18,4 года	9-103
	252Cf	2,6 года	2,7-109

Нейтронные генераторы.

тических ускорителях. Для получения
нейтронов более высоких энергий ( 10⁸ эв) используются реакции
(, n) и (d, рn) на пучках протонов и дейтронов
высоких энергий. Реакция (, n) осуществляется
за счёт непосредственного выбивания нейтрона из ядра (без промежуточной
стадии возбуждения ядра), а также за счёт перезарядки летящего нуклона
в поле ядра. Нейтроны вылетают в этом случае преимущественно вперёд (по
направлению протонного пучка), они монохроматичны при фиксированном угле
вылета. Реакция (d, рn) (развал дейтрона в поле ядра) приводит к генерации
нейтронов с энергией, равной 1/

В качестве H. и. используются также
электронные ускорители. Интенсивные пучки быстрых электронов направляются
на толстые мишени из тяжёлых элементов (Pb, U). Возникающие тормозные--кванты
(см. Тормозное излучение) вызывают реакцию (-,
n) или деление ядер, сопровождающееся испусканием нейтронов. Все нейтронные
генераторы могут работать как в непрерывном, так и импульсном режимах.

Самые мощные источники нейтронов- ядерные
реакторы. Нейтронный пучок, выведенный из реактора, содержит нейтроны
с энергиями от долей эв до 10- 12 Мэв. В мощных реакторах
плотность потока нейтронов в центре активной зоны реактора достигает 10¹⁵
нейтронов в 1 сек с 1 см² (при непрерывном режиме
работы). Импульсные реакторы, работающие в режиме коротких вспышек,
создают более высокую плотность потока нейтронов, напр, импульсный реактор
на быстрых нейтронах в Объединённом ин-те ядерных исследований (ИБР) имеет
в момент вспышки в центре активной зоны 10²⁰ нейтронов в 1 сек
с
1 см².

Лит.: Власов H. А., Нейтроны,
2 изд., M., 1971; Портативные генераторы нейтронов в ядерной геофизике,
под ред. С. И. Савосина, M., 1962.

Б. Г. Ерозолимский.

А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я