Электрические генераторы нейтронов

Они обеспечивают получение нейтронных потоков путем бомбардировки мишеней (например, тяжелой воды D20, трития 1Т3, лития 3Li7, бериллия 4Ве9) ядрами дейтерия (дейтонами ,№) в ускорителях. Под действием электрического поля с ускоряющим напряжением U = 100—200 кВ дейтоны разгоняются до огромных скоростей и направляются на мишень, например тритий. В результате этого взаимодействия генерируется поток нейтронов с энергией до 20—40 МэВ:

Генераторы нейтронов более удобны для дефектоскопии, так как они имеют гораздо меньшие габариты, чем ядерные реакторы, а кроме того, их можно разместить вблизи основного машиностроительного производства. Для получения нейтронных потоков с энергией, меньшей 1 кэВ, в качестве мишеней используются литий (Li) или бериллий (Be), а в качестве ускоряемых частиц — протоны (, р').

Флюэнс нейтронного потока от генераторов составляет 10⁸— 10'° нейтрон/см².

Ускорение частиц (₁Н², р¹) осуществляется:

• — в линейных ускорителях (фазотронах), представляющих собой высокочастотные резонансные ускорители;
• — в циклических ускорителях (циклотронах), представляющих собой специальные электромагнитные установки, обеспечивающие ускорение частиц действием вихревого электрического поля, изменяющегося во времени.

Замедление быстрых нейтронов, получаемых в генераторах, осуществляется с помощью графитовых блоков-замедлителей до энергий 0,025—1 эВ с флюэнсом 10³—10⁴ нейтрон/см².

Радий (полоний)-бериллиевые нейтронные пушки представляют собой устройства, в которых поток нейтронов получается за счет бомбардировки мишени из бериллия (Be) или бора (В) а-частицами или у-излучением, получаемыми в результате ядернои реакции распада радиоактивного вещества, например радия ₈₈Ra²²⁶:

Максимальная энергия нейтронов при данной реакции составляет 13,2 МэВ. Для дефектоскопии эти источники наиболее удобны. В трубку диаметром до 50 мм и длиной до 100 мм (рис. 3.15) помещают порошок бериллия и источник а-частиц (Ra или Ро), после чего ее запаивают. От 1 мг Ra и 5 мг Be можно получить поток нейтронов с флюэнсом 10⁴—10³ нейтрон/см² и энергией (после замедления) менее 1 эВ.

Рис. 3.13. Схема гамма-дефектоскопа:

• 1 — контейнер для хранения и транспортировки источника /-излучения;
• 2 — источник излучения; 3 — коллимирующая головка; 4 — привод перемещения источника по ам пул о проводу; 5 — ампулопровод; б — трос; L — расстояние от контейнера до пульта управления; L, — расстояние от контейнера до головки

Рис. 3.14. Упрошенная схема ядерного реактора:

1 — активная зона; 2 — отражатель; 3 — защита; 4 — графитовая призма

Рис. 3.15. Схема нейтронной пушки:

1 — трубка-корпус; 2 — радиоактивный элемент (Ra или Ро); 3 — порошок бериллия (Be); 4 — замедлитель (графит); 5 — шторка-коллиматор