Cтраница 3
Реакция ( у, п), естественно, всегда экзотермична, и энергия реакции равна по абсолютной величине энергии связи нейтрона в ядре. Среди стабильных ядер наименьшими сечениями энергии связи нейтрона отличаются 9Ве ( 1 63 Мэв) и 2D ( 2 23 Мэв), поэтому в качестве мишеней для получения фотонейтронов чаще всего используют элементарный бериллий в тяжелой воде. Выходы фотонейтронных источников, например ( Ra - у - Be), при одном и том же содержании Ra порядка одной десятой выхода ( а, п) источника ( Ra - а - Be) и достаточно велики лишь при сравнительно больших размерах блока Be, окружающего капсулу с Ra, Rd, RdTh, MsThI или радиоактивной Sb. Преимущество таких источников заключается в чрезвычайно легком получении, не требую-лцем никаких химических операций. [31]
Фотонейтронные источники получают, помещая у-активный препарат внутрь цилиндра или шара из бериллия, или в раствор тяжелой воды. Интенсивность фотонейтронного источника определяется мощностью источника у-излучения и толщиной слоя вещества мишени. Особенность фотонейтронных источников состоит в том, что они в основном монохроматические и имеют энергию нейтронов в области десятков и сотен килоэлектронвольт. [32]
Источники нейтронов, основанные па реакции ( у, п), используют значительно реже, чем ( а, п) - источники. Поэтому для фотонейтронных источников необходимо использовать жесткие у-излучатели. Эти элементы обычно используют для приготовления фотонейтронных источников. [33]
Реакция, идущая с образованием нейтрона, может быть вызвана при облучении определенных ядер у-квантами достаточно высокой энергии. Минимальная энергия у-квантов, необходимая для осуществления реакции, называется пороговой. Пороговая энергия для бериллия, используемого в качестве мишени, равна 1 67 Мэв, для тяжелого водорода ( дейтерия) - 2 23 Мэв, для всех других возможных материалов мишеней достигает 6 Мэв. Эта энергия больше энергии любых у-квантов от известных радионуклидов, поэтому в фотонейтронных источниках используется бериллий или дейтерий. [34]
Чаще всего для получения нейтроноъ в ускорителях применяются дейтроны, падающие на литиевую мишень. Эта реакция экзоэнергетическая с большим энергетическим эффектом, вследствие чего возникающие нейтроны обладают, как правило, большой энергией. Наиболее интенсивным источником нейтронов являются ядерные реакторы. В современных ядерных реакторах плотность потока нейтронов составляет 1013 - 1014 нейтронов / см2 - сек, а в отдельных исследовательских реакторах достигает еще больших значений. При атомных взрывах в течение короткого времени, длящегося меньше миллионной доли секунды, освобождается примерно 1024 - 1026 нейтронов. В источниках с радиоактивным веществом иногда используется не а-излучение, а у-излучение. Эти источники, как правило, применяются, когда требуется небольшая интенсивность монохроматических нейтронов. В фотонейтронных источниках в качестве облучаемого вещества используются Be9 и Н2, с которыми реакция ( Y, п) имеет соответственно энергетические пороги 1 67 и 2 23 Мэв. Принципиально реакция ( у, п) возможна на всех ядрах, за исключением Н1, однако во всех остальных случаях энергетический порог реакции достигает - 5 Мэв и выше. [35]