Пучок - дейтрон
Cтраница 1
Пучок дейтронов с энергией 0 4 MeV направляется на дей-териевую мишень. [1]
Ускоренный в циклотроне пучок дейтронов падал на бериллиевую пластину. В столкновениях дейтронов с ядрами бериллия рождался поток нейтронов, в миллионы раз более интенсивный, чем поток от нейтронного источника, которым располагал Ферми. [2]
 |
Определение параметров А и. в соотношениях. [3] |
Рассмотрим случай, когда на бериллиевую мишень воздействует пучок дейтронов, ускоренный газодинамическим методом и моноэнергетический дейтронный пучок. Считаем, что запасенные в пучках энергии равны. При этом амплитуда механических напряжений, возбуждаемых моноэнергетическим пучком, в - 1 5 раза превышает таковую для энергетически распределенного. [4]
В рамках данной методики проведен расчет для случаев взаимодействия пучка дейтронов, генерируемого плазменным фокусом, методом газодинамического ускорения и методом коллективного ускорения в системе с диодом Л юса, с холодной бериллиевой мишенью. Спектры пучков приведены в разд. Длительности импульсов тока составляют 120, 100 и 140 не. [5]
Также следует отметить, что хлориды, наплавленные на металлическую охлаждаемую пластинку, могут выдерживать без заметных изменений значительно более высокие токи пучка дейтронов, чем сульфиды. Этого следовало ожидать, так как условия менее благоприятны для испускания а-частицы, чем для испускания протона ( по уже рассмотренным причинам-стр. [6]
Еп будет иметь максимум при Еп 0 и будет экспоненциально спадать с ростом Еп; б) наиболее вероятное направление испускания протонов должно составлять угол 180 с направлением пучка падающих дейтронов. [7]
Особым видом реакции является реакция срыва на дейтронах d, типа ( d, р) пли ( d, n), в которой направления движения почти всех испущенных ядрами протонов и нейтронов совпадают с направлением пучка дейтронов. Такая реакция истолковывается как срыв частицы с ядра в результате задевания его дейтроном. Несмотря на то, что эффективное сечение этой реакции дает резонансную функцию возбуждения ( стр. [8]
Основным фактом, имеющим существенное значение при приготовлении всех мишеней, является значительное нагревание мишени бомбардирующим пучком частиц. Только небольшая часть пучка дейтронов в циклотроне участвует в ядерных процессах. Дейтроны большей частью замедляются в материале мишени благодаря электрическому взаимодействию с электронами и, в конечном счете, останавливаются в виде нейтральных атомов или, что более вероятно, реагируют с образованием дей-теридов. Если мишень поглощает пучок дейтронов интенсивностью 100 микроампер с начальной энергией 10 MeV, то должно рассеяться 1 kW, или 250 кал притекающего за секунду тепла. [9]
Частица описывает, таким образом, в магнитном поле спиральный путь, как схематически показано на фиг. На последнем снимке виден пучок дейтронов, выпущенных в воздух через тонкое алюминиевое окошко. На практике работают с частотой порядка Ю7 сек. [10]
Например, предположим, что в таком ускорителе с помощью пучка дейтронов энергией 1 МэВ бомбардируется мишень из дейтерия, первоначально имеющая комнатную температуру. В лучшем случае только 10 % бомбардирующих дейтронов ( пучок таких дейтронов может содержать всего около 1016 частиц) будет вступать в ядерную реакцию синтеза с участием дейтронов мишени ( возможно, лишь после многочисленных столкновений) и отдавать тем самым часть своей кинетической энергии на термоядерную реакцию. Таким образом, бомбардировка дейтронами высоких энергий приводит в ускорителе лишь к тому, что эти дейтроны как бы растворяются в огромном количестве дейтронов мишени, обладающих низкой энергией. Оказывается, для того чтобы началась самоподдерживающаяся ядерная реакция синтеза, необходимо поднять температуру мишени до нескольких миллионов градусов. Только тогда беспорядочные столкновения, обусловленные тепловым движением дейтронов мишени, будут приводить к достаточно частым реакциям ядерного синтеза, чтобы выделившаяся энергия смогла превзойти энергию бомбардирующих дейтронов. [11]
Небольшие дейтронные ускорители Кокрофта - Уолтона генерируют нейтроны по сильно экзоэнергетической реакции 3H ( d, п) 4Не при бомбардировке охлаждаемой мишени из тритида металла дейтронами с энергией 100 - 200 кэв. Обычно используют толстую мишень с тритиевым слоем, равным или большим пробега пучка дейтронов в мишени; поэтому энергия нейтронов в любом заданном направлении мало колеблется, причем пределами являются значения, указанные выше для тонкой мишени. Небольшие запаянные ( не откачиваемые) трубки - источники нейтронов доступны в настоящее время с выходом 1010 нейтрон / сек, гарантирующие по крайней мере 100 час работы без смены мишени. Такая установка стоит в настоящее время около 15 000 долл; цена каждой сменной мишени около 1500 долл. Эти устройства очень портативны, просты и используют смешанный пучок дейтронов и тритонов. Откачиваемая установка с дейтронным пучком дает подобный, несколько больший выход нейтронов; стоимость его примерно такая же. На этой установке время жизни мишени значительно меньше, но и цена новой мишени меньше ( от 25 до 100 долл. Откачиваемая установка с более высоким выходом ( 1011 нейтрон / сек), использующая пучок дейтронов 1 - 2 ма, стоит 18 000 - 22 000 долл. В одном из типов установок используют периодическую бомбардировку мишени тритонами для регенерации мишени. [12]
Расчеты последних лет показали, что такой нейтронный источник может быть создан на основе мюонного катализа. Эта схема очень похожа на схему МК-бридера. Пучок ускоренных дейтронов с энергией - 1 ГэВ / нуклон направляется на литиевую мишень, представляющую собой проточный цилиндр длиной 1 5 м и диаметром 1 5 см. Литиевая мишень помещена внутри соленоида длиной 14 м и диаметром 80 см со средним полем 7 Тл и магнитными зеркалами 17 Тл. [14]
Техника получения изотопа C: i обусловлена его относительно коротким периодом полураспада-20 35 0 08 мин. Поэтому очень существенно быстро извлечь радиоактивный углерод из подвергнувшегося бомбардировке бора и превратить его в органическое соединение опять-таки с небольшой затратой времени, сравнимой, по меньшей мере, с периодом полураспада. Металлический бор теоретически является наиболее эффективной мишенью, ибо в этом случае пучок дейтронов проникает в среду с максимальной плотностью атомов бора. Однако практически такая мишень неудобна. Для извлечения из нее С11 требуется много времени. Это происходит потому, что во время бомбардировки металлического бора практически весь образующийся изотоп углерода захватывается мишенью и может быть оттуда извлечен только окислением бора при высоких температурах. Если используется окись бора ( В203) или нитрид бора, извлечение С11 гораздо проще. В конечном счете выход получается больше, если используется окись бора, несмотря на разведение бора кислородом. [15]
Страницы: 1 2