Detekcja neutronów

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania

Detekcja neutronówneutrony rejestruje się mierząc efekty wtórne oddziaływania promieniowania neutronowego i tzw. materiałów tarczowych. W wyniku reakcji z neutronami generują cząstki jonizujące jak: fotony gamma, cząstki alfa, fragmenty rozszczepień.

Problemy w detekcji neutronów[edytuj | edytuj kod]

Neutron jest cząstką elementarną nie posiadającą ładunku elektrycznego. Oznacza to, że nie jest możliwa bezpośrednia jonizacja materii/środowiska z którym oddziałuje. Specyficzną formą oddziaływania neutronów z materią są reakcje jądrowe (neutron jest składnikiem jądra atomu). Stąd bezpośrednia detekcja neutronów jest niezwykle trudna, tym bardziej, że w zależności od energii, neutrony różnie oddziałują z materią.

Neutrony można też wykrywać badając ich rozpraszanie sprężyste w materii, gdy powstają jądra odrzutu (w detektorach: zwykle wodoru).

Najbardziej chętnymi neutronami do oddziaływania są neutrony o niższych energiach.

Aby detekcja neutronów o danej energii była jak najbardziej wydajna, należy użyć jako materiału tarczowego pierwiastków o jak największym przekroju czynnym na oddziaływanie z neutronami. Dla wielu jąder przekrój czynny zależy od odwrotności prędkości neutronów (dla energii neutronów bliskich energii neutronów termicznych), a ponadto w zależności przekroju czynnego od energii neutronów dla wyższych energii występują często tzw. piki rezonansowe. Piki rezonansowe świadczą o wzroście przekroju czynnego na oddziaływanie z neutronami dla określonych energii.

Należy przy tym pamiętać, że zależność przekroju czynnego na oddziaływanie neutronów z materią ściśle zależy od materiału tarczowego i dla każdego izotopu jest inne.

Detektory[edytuj | edytuj kod]

Do najpopularniejszych detektorów promieniowania neutronowego należą:

Ponadto do detekcji neutronów wykorzystuje się często metodę aktywacyjną (detektor aktywacyjny).

Ze względu na to, że większość przedstawionych detektorów przeznaczona jest do detekcji neutronów termicznych, to często umieszcza się powyższe urządzenia w blokach parafinowych lub plastikowych, to jest materiałach zawierających pierwiastki lekkie, które służą do spowalniania neutronów. Inną znaną substancją spowalniającą neutrony prędkie do neutronów lekkich jest tzw. ciężka woda (D2O).

Istnieją jednak metody, dzięki którym można badać spektrum energetyczne wiązek neutronów. Są to metody oparte na wykorzystaniu pików rezonansowych dla różnych pierwiastków, dla zależności przekroju czynnego od energii neutronu.

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]

Bibliografia[edytuj | edytuj kod]

  • G. F. Knoll: Radiation Detection and Measurement, John Wiley & Sons, Inc., 1986
  • B. Dziunikowski, S. J. Kalita: Ćwiczenia laboratoryjne z jądrowych metod pomiarowych, 1440 skrypty uczelniane AGH, Kraków 1995