Ампульные источники нейтронов

Нейтронные источники — устройства, в которых идут ядерные реакции с образованием нейтронов.

В изотопных (ампульных) источниках нейтроны получаются либо в результате спонтанного деления (²5²Cf), либо в результате ядерных реакций (а, и) на лёгких ядрах, например 9Ве (а, п)^{, 2}С. В качестве источников а-частиц используются изотопы ^2ЮРо, ²²⁶Ra,^{Pu, 2}4"Аш. Интенсивность потока нейтронов от изотопных источников ограничена активностью препарата и обычно меньше ю⁸ н/с. Источники имеют сплошной спектр нейтронов (~о.1-г12 МэВ) и высокий фон у-излучения.

Изотопные источники монохроматических нейтронов небольших энергий можно создать, используя реакцию (у, п), например, реакцию d (y, n) p (энергия реакции Q=-2.23 МэВ) с монохроматическим источником у-квантов на основе ^2о8Т1 (Е_у=2.62 МэВ), энергия нейтронов 200 кэВ, или реакцию 9Ве (у, п)2⁴Не (Q=-i.6s МэВ) с источником у-квантов на основе ^2,4Bi (Eyal.78 МэВ), энергия нейтронов по кэВ.

Ядерные реакторы

Ядерные реакторы являются источниками различных видов излучений, из которых самыми важными с точки зрения производства радионуклидов являются нейтронное и у-излучение. Реакторы бывают непрерывными и импульсными, на тепловых и быстрых нейтронах.

Ядерный реактор — устройство, в котором осуществляется управляемая ядерная цепная реакция, сопровождающаяся выделением энергии.

Ядерные реакторы с непрерывным потоком нейтронов имеют ограничения по потоку, связанные с проблемой охлаждения. В импульсных реакторах при той же средней мощности выход используемых для исследований нейтронов многократно возрастает. В них цепная реакция развивается на мгновенных нейтронах. С помощью модуляторов реактивности реактор на короткий промежуток времени переводится в надкритическое состояние, когда коэффициент размножения нейтронов (без учёта запаздывающих нейтронов) А:>1. В реакторе быстро развивается цепная реакция деления. Затем реактор переводится в под критическое состояние и процесс затухает. В результате генерируются импульсные нейтронные потоки большой интенсивности.

Различают три типа импульсных реакторов: самогасящиеся импульсные реакторы, периодические импульсные реакторы и бустеры. В самогасящихся импульсных реакторах цепная реакция деления гасится за счёт отрицательной обратной связи различных процессов, связанных с выделяющимся теплом. В периодических импульсных реакторах нейтронные импульсы инициируются и гасятся за счёт периодического движения части активной зоны, части отражателя либо замедлителя. В бустере мишеньконвертер из тяжёлого металла помещена в подкритическую сборку. Импульс мощности инициируется импульсом нейтронов от внешнего источника. В качестве внешних источников используются сильноточные ускорители электронов (30*200 МэВ). Электроны из ускорителя рождают в мишени тормозные у-кванты, которые в свою очередь вызывают фотоядерные реакции (уухп). Фотоядерные нейтроны инициируют цепную реакцию в сборке, что приводит к увеличению потока нейтронов в 10*30 раз. После выключения внешнего источника размножение нейтронов прекращается.

Бустер — вспомогательное устройство для увеличения силы и скорости действия основного механизма.

Подкритическая сборка — комплекс для экспериментального изучения размножающей нейтроны среды, состав и геометрия которого при нормальной эксплуатации обеспечивают к<1.