Нейтронные генераторы

В нейтронных генераторах обычно используются реакции t(d,ri)4Не и d(d,n)zНе, максимумы сечения которых находятся при небольших энергиях. Это позволяет применять компактные ускорители, например, каскадные генераторы. Обычно ускоряются дейтроны, тритоны и ионы гелия.

Табл. 2. Ядерные реакции, используемые для генерации нейтронов.

Реакция

Энергия реакции Q, МэВ

Энергия нейтронов, МэВ

Максимальное сечение Omax, барн

Энергия ускоряемой частицы при Omax, МэВ

?/(с/,зНе)п

3-3

-2.5

-0.1

-1.0

d(t,4He)n

17.6

-14.2

5-0

0.13

Поскольку энергии ядерных реакций больше энергии ускоряемых частиц, нейтроны вылетают из мишени почти с одинаковыми энергиями. При энергии дейтронов 200 кэВ энергия нейтронов составляет 13*15 кэВ. Нейтроны, образовавшиеся в реакции d-t, вылетают из мишени практически изотропно. Угловое распределение нейтронов из реакции d-d имеет небольшой максимум в направлении дейтронного пучка, что позволяет осуществить электронную коллимацию нейтронного пучка.

Рис. 9. Схема нейтронного генератора.

Ускорители, используемые в таких нейтронных генераторах, обычно непрерывного действия. На рис. ю показана упрощенная схема нейтронного генератора.

Мишени-конвертеры нейтронных генераторов, позволяющих получить высокоинтенсивные потоки нейтронов, представляют собой тонкие слои титана, скандия или цинка, нанесенные на медную подложку. Эти металлы образуют гидриды, которые способны удерживать до двух атомов изотопов водорода на один атом металла. Это свойство металлических гидридов позволяет использовать их в качестве аккумуляторов изотопов водорода и, в частности, изготовлять из них мишени-конвертеры. Энергия, теряемая пучком заряженных частиц в мишени, может достигать больших величин, что требует эффективного охлаждения.

На нейтронных генераторах, использующих реакцию c/(fy*He)n, получают потоки нейтронов до -ю14 нейт/с на телесный угол 4л. У «стандартных» нейтронных генераторов они заметно меньше (~юю нейт/с). Для генерации нейтронов применяют и другие ядерные реакции, например, 9Ве(р,н)юВ, уВе(с/,п)9В, 7Li(p,n)~Be, 7Li(ci,7i)8Be. Однако получение моноэнер- гетических нейтронов в этом случае проблематично.

Фотоядерные реакции

В фотоядерных генераторах нейтроны получают как результат фо- тонейтронных реакций ( у> *п) от тормозного излучения электронов, падающих на мишень из тяжёлых ядер. При энергии электронов юо МэВ на 20 электронов образуется один нейтрон. Примером нейтронного источника такого типа может служить нейтронный источник на линейном ускорителе электронов ORELA (Oak Ridge Electi'on Linear Accelerator). Выход нейтронов в результате фотоядерных реакций мал. Для повышения выхода нейтронов используется размножающая мишень из делящегося материала.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >