Большая Советская Энциклопедия (НЕ)

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

  В случае фотонейтронного ампульного источника ампула содержит полый цилиндр или шар из Be или с тяжёлой водой D₂ O, внутри которого размещается источник g-излучения. Энергия g-квантов должна быть выше пороговой энергии фоторасщепления ядер D или Be (см. Фотоядерные реакции ). Недостаток такого Н. и. — интенсивное g-излучение; применяется в тех случаях, когда нужно простыми средствами получить моноэнергетические нейтроны. В ампульных Н. и. используется также спонтанное деление тяжёлых ядер (см. Ядра атомного деление ).

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

  Для получения нейтронов с энергиями 2—15 Мэв наиболее употребительны реакции D (d, n)³ He и T (d, n)⁴ He. 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 растет с ростом энергии протонов. Для нейтронов с энергией 13—20 Мэв предпочтительнее реакция Т + d, дающая больший выход нейтронов. Например, 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.

Характеристики наиболее распространённых ампульных нейтронных источников.

Ядерная реакция	Период полураспа- да	Число нейтронов в 1 сек на 1 кюри	Энергия нейтронов в Мэв
Реакция (a, n) Ra + Be Rn + Be Po + Be Pu + Be Am + Be	1620 лет 3,8 сут 139 сут 24 тыс. лет 470 лет	107 107 106 106 106	Сплошной спектр от 0,1 до 12 с максимумом в области 3—5
Реакция (g, n) Ra + D2 O MsTh + Be MsTh + D2 O 140 La + Be 140 La + D2 O 124 Sb + Be 72 Ca + D2 O 24 Na + Be 24 Na + D2 O	1620 лет 6,7 года 6,7 года 40 ч 40 ч 60 сут 14,1 ч 14,8 ч 14,8 ч	104 —105	0,12 0,83 0,2 0,62 0,15 0,024 0,13 0,83 0,22
Спонтанное деление		Число нейтронов на 1 мг	Сплошной спектр 0,1—12 с максимумом в области 1, 5
236 Pu 240 Pu 244 Cm 252 Cf	2,9 года 6,6×103 лет 18,4 года 2,6 года	26 1,1 9×103 2,7×109