Нейтронні детектори
 
а б в г д е 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
 

Нейтронні детектори

Нейтронні детектори, прилади для реєстрації нейтронів. Дія Н. д. засновано на реєстрації вторинних часток, що утворюються в результаті взаємодії нейтронів з атомними ядрами. Для реєстрації повільних нейтронів використовуються ядерні реакції розщеплювання легких ядер під дією нейтронів [ 10 В (n, а) 7 Li, 6 Li (n, а) 3 H і 3 He (n, p) 1 H] з реєстрацією а-часток і протонів; ділення важких ядер з реєстрацією уламків ділення (див. Ядра атомного ділення ) ; радіаційний захват нейтронів ядрами (n, g) з реєстрацією g-квантів, а також збудження штучної радіоактивності. Для реєстрації а-часток протонів і уламків ділення застосовуються іонізаційні камери і пропорційні лічильники, які заповнюють газоподібним Bf 3 і ін. газами, що містять В або 3 H, або покривають їх стінки тонким шаром твердих В, Li або речовин, що діляться. Конструкція і розміри таких камер і лічильників всілякі. Пропорційні лічильники можуть досягати 50 мм в діаметрі і 2 м-коді довжини (СНМ-15). Найбільшою ефективністю до теплових нейтронів володіють Н. д., , що містять, 10 B або 3 He. Для реєстрації повільних нейтронів використовуються також сцинтиляційні лічильники (на кристалах Lil з домішкою Eu, на сцинтіллірующих літієвих стеклах, або суміші борсодержащих речовин і сцинтилятора ZNS). Ефективність реєстрації теплових нейтронів в цьому випадку може досягати 40—60%. У Об'єднаному інституті ядерних досліджень створений сцинтиляційний Н. д., у якому реєструються акти радіаційного захвату. Він призначений для нейтронів з енергією до 10 кев і має ефективність — 20—40%.

  Ефективність реєстрації швидких нейтронів перерахованими детекторами в сотні разів менше, тому швидкі нейтрони заздалегідь уповільнюють в парафіновому блоці, навколишньому Н. д. (див. Уповільнення нейтронів ) . Спеціально підібрані форма і розміри блоків дозволяють отримати практично постійну ефективність реєстрації нейтронів в діапазоні енергії від декількох кев до 20 Мев (всехвилевою лічильник). При безпосередньому детектуванні нейтронів з енергіями ~ 100 кев зазвичай використовується пружне розсіяння нейтронів у водні або гелії або реєструються ядра віддачі. Оскільки енергія останніх залежить від енергії нейтронів, то такі Н. д. дозволяють вимірювати енергетичний спектр нейтронів. Сцинтиляційні Н. д. також можуть реєструвати швидкі нейтрони по протонах віддачі в органічних і водородсодержащих рідких сцинтиляторах. Деякі важкі ядра, наприклад 238 U і 232 Th, діляться лише під дією швидких нейтронів. Це дозволяє створювати порогові Н. д., службовці для реєстрації швидких нейтронів на тлі теплових.

  Для реєстрації продуктів ядерних реакцій нейтронів з ядрами В і Li, протонів віддачі і уламків ділення використовуються також ядерні фотографічні емульсії . Цей метод особливо зручний в дозиметрії, оскільки дозволяє визначити сумарне число нейтронів за час опромінення. При діленні ядер енергія осколків настільки велика, що вони виробляють помітні механічні руйнування. На цьому заснований один із способів їх виявлення: уламки ділення сповільнюються в склі, яке потім труїться плавиковою кислотою; в результаті сліди осколків можна спостерігати під мікроскопом.

  Збудження штучної радіоактивності під дією нейтронів використовується для реєстрації нейтронів, особливо при вимірах щільності потоку нейтронів, оскільки число розпадів (активність) пропорційне потоку нейтронів, що пройшов через речовину (вимір активності можна виробляти після припинення опромінення нейтронами). Існує велика кількість різних ізотопів, вживаних як радіоактивні індикатори нейтронів різних енергій E. В теплової області енергій найбільше поширення мають 55 Mn, 107 Ag, 197 Au: для реєстрації резонансних нейтронів застосовують 55 Mn ( E = 300 ев ) , 59 Co ( E =100 ев), 103 Rh, 115 In ( E = 1,5 ев ) , 127 I ( E = 35 ев ) , 107 Ag, 197 Au ( E = 5 ев ) . В області великих енергій використовують порогові детектори 12 C ( E = 20 Мев ) , 32 S ( E = 0,9 Мев ) і 63 Cu ( E = 10 Мев ) (див. Нейтронна спектроскопія ) .

 

  Літ.: Аллен Ст Д., Реєстрація нейтронів, пер.(переведення) з англ.(англійський), М., 1962; Власов Н. А., Нейтрони, 2 видавництва, М., 1971.

  Би. Р. Ерозолімський, Ю. А. Мостовій.