Eine Neutronquelle ist ein Gerät, das Neutronen ausstrahlt. Es gibt ein großes Angebot an verschiedenen Quellen, im Intervall von tragbaren radioaktiven Quellen zu Neutronforschungseinrichtungen Betriebsforschungsreaktoren und spallation Quellen. Abhängig von Neutronenergie, Neutronfluss, Größe der Quelle, Kosten und Regierungsregulierungen, finden diese Geräte Gebrauch in einer verschiedenen Reihe von Anwendungen in Gebieten von Physik, Technik, Medizin, Kernwaffen, Erdölerforschung, Biologie, Chemie, Kernkraft und anderen Industrien.

Kleine Geräte

Radioisotope, die spontane Spaltung erleben

: Bestimmte Isotope erleben spontane Spaltung mit der Emission von Neutronen. Die meistens verwendete spontane Spaltungsquelle ist das radioaktive Isotop-Kalifornium 252. Vgl 252 und alle anderen spontanen Spaltungsneutronquellen werden durch das Bestrahlen von Uran oder einem anderen transuranic Element in einem Kernreaktoren erzeugt, wo Neutronen ins Ausgangsmaterial und seine nachfolgenden Reaktionsprodukte vertieft sind, das Ausgangsmaterial ins SF Isotop umwandelnd. Vgl sind 252 Neutronquellen normalerweise 1/4" zu 1/2" im Durchmesser und 1" zu 2" in der Länge. Wenn gekauft, neu ein typischer Vgl strahlen 252 Neutronquellen zwischen 1×10 zu 1×10 Neutronen pro Sekunde aus, aber, mit einem halben Leben von 2.6 Jahren, fällt diese Neutronproduktionsrate auf Hälfte dieses ursprünglichen Werts in 2.6 Jahren. Der Preis eines typischen Vgl 252 Neutronquelle ist von 15,000 $ bis 20,000 $.

Radioisotope, die mit Alphateilchen verfallen, die in einer niedrigen-Z elementaren Matrix gepackt

: Neutronen werden erzeugt, wenn Alphateilchen auf einige von mehreren niedrigen Atomgewicht-Isotopen einschließlich Isotope von Lithium, Beryllium, Kohlenstoff und Sauerstoff stoßen. Diese Kernreaktion kann verwendet werden, um eine Neutronquelle durch das Vermischen eines Radioisotops zu bauen, das Alphateilchen wie Radium oder Polonium mit einem niedrigen Atomgewicht-Isotop gewöhnlich in der Form einer Mischung von Pudern der zwei Materialien ausstrahlt. Typische Emissionsraten für Alpha-Reaktionsneutronquellen erstrecken sich von 1×10 bis 1×10 Neutronen pro Sekunde. Als ein Beispiel, wie man erwarten kann, erzeugt eine vertretende Neutronquelle des Alpha-Berylliums etwa 30 Neutronen für jede Million Alphateilchen. Die nützliche Lebenszeit für diese Typen von Quellen ist abhängig von Halbwertzeit des Radioisotops hoch variabel, das die Alphateilchen ausstrahlt. Die Größe und Kosten dieser Neutronquellen sind auch mit spontanen Spaltungsquellen vergleichbar. Übliche Kombinationen von Materialien sind Plutonium-Beryllium (PuBe), Americium-Beryllium (AmBe) oder Americium-Lithium (AmLi). Die Neutroninitiatoren von frühen Kernwaffen haben ein Polonium-Beryllium Schichten verwendet, die durch Nickel und Gold getrennt sind, bis ein Neutronpuls gewünscht wurde.

Radioisotope, die mit hohen Energiefotonen co-located mit Beryllium oder schwerem Wasserstoff verfallen

: Die Gammastrahlung mit einer Energie, die die Neutronbindungsenergie eines Kerns überschreitet, kann ein Neutron vertreiben. Zwei Beispiele und ihre Zerfall-Produkte:

:* Seien Sie +> 1.7 Foton von Mev  1 Neutron + 2 Er

:* H (schwerer Wasserstoff) +> 2.26 Foton von MeV  1 Neutron + H

Gesiegelte Tube-Neutrongeneratoren

: Gaspedal-basierte Neutrongeneratoren einer Partikel bestehen, die durch das Verursachen der Kernfusion zwischen Balken von schwerem Wasserstoff und/oder Tritium-Ionen und Metall hydride Ziele arbeiten, die auch diese Isotope enthalten.

Gemäßigt große Geräte

Plasmafokus und Plasma klemmen Geräte

: Die Plasmafokus-Neutronquelle (sieh dichten Plasmafokus, um mit so genanntem Farnsworth-Hirsch fusor nicht verwirrt zu sein), erzeugt kontrollierte Kernfusion, indem sie ein dichtes Plasma schafft, innerhalb dessen ionisiertes schwerer Wasserstoff und/oder Tritium-Benzin zu Temperaturen geheizt wird, die genügend sind, um Fusion zu schaffen.

Leichte Ion-Gaspedale

:Traditional-Partikel-Gaspedale mit Wasserstoff (H), schwerer Wasserstoff (D), oder Tritium (T) Ion-Quellen können verwendet werden, um Neutronen mit Zielen von schwerem Wasserstoff, Tritium, Lithium, Beryllium und anderen niedrigen-Z Materialien zu erzeugen. Normalerweise funktionieren diese Gaspedale mit Stromspannungen in> 1 Reihe von MeV,

Hohe Energiesysteme des Photoneutrons/Photospaltung

: Neutronen (so genannte Photoneutronen) werden erzeugt, wenn Fotonen über der Kernbindungsenergie einer Substanz Ereignis auf dieser Substanz sind, es veranlassend, riesige Dipolklangfülle zu erleben, nach der es entweder ein Neutron (Photozerfall) ausstrahlt oder Spaltung (Photospaltung) erlebt. Die Zahl von durch jedes Spaltungsereignis veröffentlichten Neutronen ist von der Substanz abhängig. Normalerweise beginnen Fotonen, Neutronen auf der Wechselwirkung mit der normalen Sache an Energien von ungefähr 7 bis 40 MeV zu erzeugen, was bedeutet, dass Megastromspannungsfoton-Strahlentherapie-Möglichkeiten Neutronradiation ebenso erzeugen, und spezielle Abschirmung dafür verlangen können. Außerdem können Elektronen der Energie über ungefähr 50 MeV riesige Dipolklangfülle in nuclides durch einen Mechanismus veranlassen, der das Gegenteil der inneren Konvertierung ist, und erzeugen Sie so Neutronen durch einen diesem von Photoneutronen ähnlichen Mechanismus.

Große Geräte

Moderne Neutronforschungseinrichtungen bedienen entweder Spaltungsreaktor oder eine spallation Quelle.

Atomspaltungsreaktoren

:Nuclear-Spaltung, die innerhalb eines Kernreaktoren stattfindet, erzeugt sehr große Mengen von Neutronen. In Kernkraft-Reaktoren sind die Neutronen nicht mehr als ein unvermeidliches Nebenprodukt. Im Gegensatz werden Forschungsreaktoren in erster Linie bedient, um Neutronbalken zu erzeugen. Die Quelle von Institut Laue-Langevin in Grenoble in Frankreich ist die Hauptspaltungsquelle in Europa, der Hohe Fluss-Isotop-Reaktor an ORNL ist die Entsprechung in den Vereinigten Staaten. Reaktorneutronquellen neigen dazu, hoch bereicherten Uran-Brennstoff zu verlangen, ihren Aufbau etwas umstritten machend.

Spallation an Partikel-Gaspedalen

:A spallation Quelle ist eine Quelle des hohen Flusses in der Protone sind die zu hohen Energien beschleunigt worden schlägt ein Zielmaterial, die Emission von Neutronen veranlassend. Beispiele sind die schweizerische Neutronquelle SINQ, die britische ISIS Neutronquelle und die amerikanische Spallation Neutronquelle; die chinesische Spallation Neutronquelle ist im Bau in Dongguan

Kernfusionssysteme

:Nuclear-Fusion, das Kombinieren der schweren Isotope von Wasserstoff, hat auch das Potenzial, um große Mengen von Neutronen zu erzeugen. Kleine Skala-Fusionssysteme bestehen zu Forschungszwecken an vielen Universitäten und Laboratorien um die Welt. Eine kleine Zahl von in großem Umfang Kernfusionssystemen besteht auch einschließlich der Nationalen Zünden-Möglichkeit in den USA, des STRAHLES im Vereinigten Königreich, und bald des kürzlich angefangenen ITER-Experimentes in Frankreich.

Neutronflussdichte

Für die meisten Anwendungen ist ein höherer Neutronfluss immer besser (da er die Zeit reduziert, die erforderlich ist, das Experiment durchzuführen, erwerben Sie das Image, usw.). Amateurfusionsgeräte, wie der fusor, erzeugen nur ungefähr 300 000 Neutronen pro Sekunde. Kommerzielle fusor Geräte können auf der Ordnung von 10 Neutronen pro Sekunde erzeugen, die einem verwendbaren Fluss von weniger als 10 n / (Cm ² s) entspricht. Großes Neutron beamlines um die Welt erreicht viel größeren Fluss. Reaktorbasierte Quellen erzeugen jetzt 10 n / (Cm ² s), und spallation Quellen erzeugen größer als 10 n / (Cm ² s).

Siehe auch

• Astronomische Neutronquelle
• Atomspaltung
• Neutrongenerator
• Radioaktiver Zerfall
• Radioaktivität

Außenverbindungen

• Tragbare Neutrongeneratoren
• Liste von Neutronquellen weltweiter