| Адроны | |
| Альфа-распад | |
| Альфа-частица | |
| Аннигиляция | |
| Антивещество | |
| Антинейтрон | |
| Антипротон | |
| Античастицы | |
| Атом | |
| Атомная единица массы | |
| Атомная электростанция | |
| Барионное число | |
| Барионы | |
| Бета-распад | |
| Бетатрон | |
| Бета-частицы | |
| Бозе – Эйнштейна статистика | |
| Бозоны | |
| Большой адронный коллайдер | |
| Большой Взрыв | |
Боттом. Боттомоний | |
| Брейта-Вигнера формула | |
| Быстрота | |
| Векторная доминантность | |
| Великое объединение | |
| Взаимодействие частиц | |
| Вильсона камера | |
| Виртуальные частицы | |
| Водорода атом | |
| Возбуждённые состояния
ядер | |
| Волновая функция | |
| Волновое уравнение | |
| Волны де Бройля | |
| Встречные пучки | |
| Гамильтониан | |
| Гамма-излучение | |
| Гамма-квант | |
| Гамма-спектрометр | |
| Гамма-спектроскопия | |
| Гаусса распределение | |
| Гейгера счётчик | |
| Гигантский дипольный резонанс | |
| Гиперядра | |
| Глюоны | |
| Годоскоп | |
| Гравитационное взаимодействие | |
| Дейтрон | |
| Деление атомных ядер | |
| Детекторы частиц | |
| Дирака уравнение | |
| Дифракция частиц | |
| Доза излучения | |
| Дозиметр | |
| Доплера эффект | |
| Единая теория поля | |
| Зарядовое сопряжение | |
| Зеркальные ядра | |
| Избыток массы (дефект массы) | |
| Изобары | |
| Изомерия ядерная | |
| Изоспин | |
| Изоспиновый мультиплет | |
| Изотопов разделение | |
| Изотопы | |
| Ионизирующее излучение | |
| Искровая камера | |
| Квантовая механика | |
| Квантовая теория поля | |
| Квантовые операторы | |
| Квантовые числа | |
| Квантовый переход | |
| Квант света | |
| Кварк-глюонная плазма | |
| Кварки | |
| Коллайдер | |
| Комбинированная инверсия | |
| Комптона эффект | |
| Комптоновская длина волны | |
| Конверсия
внутренняя | |
| Константы связи | |
| Конфайнмент | |
| Корпускулярно волновой
дуализм | |
| Космические лучи | |
| Критическая масса | |
| Лептоны | |
| Линейные ускорители | |
| Лоренца преобразования | |
| Лоренца сила | |
| Магические ядра | |
| Магнитный дипольный момент
ядра | |
| Магнитный спектрометр | |
| Максвелла уравнения | |
| Масса частицы | |
| Масс-спектрометр | |
| Массовое число | |
| Масштабная инвариантность | |
| Мезоны | |
| Мессбауэра эффект | |
| Меченые атомы | |
|
Микротрон | |
| Нейтрино | |
| Нейтрон | |
| Нейтронная звезда | |
| Нейтронная физика | |
| Неопределённостей соотношения | |
| Нормы радиационной безопасности | |
| Нуклеосинтез | |
| Нуклид | |
| Нуклон | |
| Обращение времени | |
| Орбитальный момент | |
| Осциллятор | |
| Отбора правила | |
| Пар образование | |
| Период полураспада | |
| Планка постоянная | |
| Планка формула | |
| Позитрон | |
| Поляризация | |
| Поляризация вакуума | |
| Потенциальная яма | |
| Потенциальный барьер | |
| Принцип Паули | |
| Принцип суперпозиции | |
| Промежуточные W-, Z-бозоны | |
| Пропагатор | |
| Пропорциональный счётчик | |
| Пространственная инверсия | |
| Пространственная четность | |
| Протон | |
| Пуассона распределение | |
| Пузырьковая камера | |
| Радиационный фон | |
| Радиоактивность | |
| Радиоактивные семейства | |
| Радиометрия | |
| Расходимости | |
| Резерфорда опыт | |
| Резонансы (резонансные
частицы) | |
| Реликтовое микроволновое
излучение | |
| Светимость ускорителя | |
| Сечение эффективное | |
| Сильное взаимодействие | |
| Синтеза реакции | |
| Синхротрон | |
| Синхрофазотрон | |
| Синхроциклотрон | |
| Система единиц измерений | |
| Слабое взаимодействие | |
| Солнечные нейтрино | |
| Сохранения законы | |
| Спаривания
эффект | |
| Спин | |
| Спин-орбитальное взаимодействие | |
| Спиральность | |
| Стандартная модель | |
| Статистика | |
| Странные частицы | |
| Струи адронные | |
| Субатомные частицы | |
| Суперсимметрия | |
| Сферическая система координат | |
| Тёмная материя | |
| Термоядерные реакции | |
| Термоядерный реактор | |
| Тормозное излучение | |
| Трансурановые элементы | |
| Трек | |
| Туннельный эффект | |
| Ускорители заряженных частиц | |
| Фазотрон | |
| Фейнмана диаграммы | |
| Фермионы | |
| Формфактор | |
| Фотон | |
| Фотоэффект | |
| Фундаментальная длина | |
| Хиггса бозон | |
| Цвет | |
| Цепные ядерные реакции | |
| Цикл CNO | |
| Циклические ускорители | |
| Циклотрон | |
Чарм. Чармоний | |
| Черенковский счётчик | |
| Черенковсое излучение | |
| Черные дыры | |
| Шредингера уравнение | |
| Электрический квадрупольный
момент ядра | |
| Электромагнитное взаимодействие | |
| Электрон | |
| Электрослабое взаимодействие | |
| Элементарные частицы | |
| Ядерная физика | |
| Ядерная энергия | |
| Ядерные модели | |
| Ядерные реакции | |
| Ядерный взрыв | |
| Ядерный реактор | |
| Ядра энергия связи | |
| Ядро атомное | |
| Ядерный магнитный резонанс
(ЯМР) |
что такое в Современной энциклопедии
Смотреть что такое НЕЙТРОН в других словарях:
НЕЙТРОН
(англ.
neutron, от лат. neuter — ни тот, ни другой) (n), электрически нейтральная элем. ч-ца со спином 1/2 и массой, незначительно превышающей … смотреть
НЕЙТРОН
(англ. neutron, от лат. neuter — ни тот, ни другой; символ n) нейтральная (не обладающая электрическим зарядом) элементарная частица со спином 1… смотреть
НЕЙТРОН
(англ. neutron, от лат. neuter-ни тот, ни другой), электрически нейтральная элементарная частица (символ п), входящая наряду с протонами (р)в сос… смотреть
НЕЙТРОН
м.neutronзамедлять нейтроны — moderate neutronsзамедлять нейтроны до тепловой скорости — thermalize neutronsиспускать нейтроны — emit neutronsпоглощать… смотреть
НЕЙТРОН
нейтро́н
(лат. neutrum ни то, ни другое) физ. электрически нейтральная элементарная частица с массой, почти равной массе протона и спином l/t; наряду … смотреть
НЕЙТРОН
neutron* * *нейтро́н м.neutronнейтро́н вылета́ет из … — a neutron escapes from …замедля́ть нейтро́н — moderate a neutronзамедля́ть нейтро́н до теплов.
.. смотреть
НЕЙТРОН
(англ. neutron, от лат. neuter — ни тот, ни другой) — электрически нейтральная элементарная частица с массой покоя тп = (1.674 928 6 ± 0,0000010)*10-27… смотреть
НЕЙТРОН
м. neutrone m — блуждающий нейтрон- нейтрон большой энергии- бомбардирующий нейтрон- быстрый нейтрон- нейтрон в момент испускания- вторичный нейтрон- … смотреть
НЕЙТРОН
НЕЙТРО́Н, а, ч., фіз.Нестабільна електрично нейтральна елементарна частинка, що разом із протоном входить до складу атомного ядра.Загальновідомий тепер… смотреть
НЕЙТРОН
1) Орфографическая запись слова: нейтрон2) Ударение в слове: нейтр`он3) Деление слова на слоги (перенос слова): нейтрон4) Фонетическая транскрипция сло… смотреть
НЕЙТРОН
(от англ. neutron, от лат. neuter — ни тот ни другой) — электрически нейтральная элементарная частица с полуцелым спином и массой, несколько большей ма… смотреть
НЕЙТРОН
элементарная частица (здесь имелось в виду — нейрон): ஐ «.
..осуществляются такие преобразования мозга, что благодаря им интенсивная творческая раб… смотреть
НЕЙТРОН
(n), нейтральная элементарная частица с массой, незначительно превышающей массу протона. Открыта и названа английским физиком Дж. Чедвиком в 1932. Нейт… смотреть
НЕЙТРОН
НЕЙТРОН (обозначение n), незаряженная ЭЛЕМЕНТАРНАЯ ЧАСТИЦА в ядрах всех химических элементов, кроме самого легкого изотопа ВОДОРОДА. Открыт Джеймсом ЧЕ… смотреть
НЕЙТРОН
(англ. neutron, от лат. neuter — ни тот, ни другой) (п), нейтральная элементарная частица со спином 1/2 и массой, превышающей массу протона на 2,5 элек… смотреть
НЕЙТРОН
электрически нейтральная элементарная частица с массой покоя mn = (1,674920±0,000011)·10-27 кг, спином, равным 1/2, и магнитным моментом pm = (—1,91315… смотреть
НЕЙТРОН
neutron– вторичный нейтрон– дочерний нейтрон– замедлять нейтрон– испускать нейтрон– мгновенный нейтрон– нейтрон быстрый– нейтрон деления– нейтрон запаз.
.. смотреть
НЕЙТРОН
корень — НЕЙТР; суффикс — ОН; нулевое окончание;Основа слова: НЕЙТРОНВычисленный способ образования слова: Суффиксальный∩ — НЕЙТР; ∧ — ОН; ⏰Слово Нейтр… смотреть
НЕЙТРОН
НЕЙТРОН (англ . neutron, от лат. neuter — ни тот, ни другой) (n), нейтральная элементарная частица со спином 1/2 и массой, превышающей массу протона на 2, 5 электронных масс; относится к барионам. В свободном состоянии нейтрон нестабилен и имеет время жизни ок. 16 мин. Вместе с протонами нейтрон образуют атомные ядра; в ядрах нейтрон стабилен.<br><br><br>… смотреть
НЕЙТРОН
НЕЙТРОН (англ. neutron — от лат. neuter — ни тот, ни другой) (n), нейтральная элементарная частица со спином 1/2 и массой, превышающей массу протона на… смотреть
НЕЙТРОН
— (англ. neutron — от лат. neuter — ни тот, ни другой) (n),нейтральная элементарная частица со спином 1/2 и массой, превышающей массупротона на 2,5 эле… смотреть
НЕЙТРОН
лат.
ни тот ни другой) (n) — нейтральная элементарная частица со спином 1/2 и массой, превышающей массу протона на 2,5 электронных масс; относится к ба… смотреть
НЕЙТРОН
Б. Грин
Электрически нейтральная частица, обычно находящаяся в ядре ато
Частица из четырех нейтронов действительно существует
Физики предсказали существование короткоживущего тетранейтрона с беспрецедентными свойствами.
Коллектив российских, немецких и американских ученых, в состав
которого входит Андрей Широков, старший научный сотрудник
Научно-исследовательского института ядерной физики имени Д.В.
Скобельцына МГУ, вычислил энергию резонансного состояния
тетранейтрона. Используя новое взаимодействие между нейтронами,
физики теоретически обосновали полученное в эксперименте низкое
значение энергии тетранейтронного резонанса, что доказывает
возможность существования частицы, состоящей из четырех
нейтронов. Статья опубликована в журнале Physical Review
Letters.
Исследователи показали, что такая частица может существовать в
течение очень короткого промежутка времени: согласно расчетам,
время жизни тетранейтрона составляет 5×10-22 сек.
Известно, что система из двух нейтронов не образует даже
короткоживущих состояний, на основе многолетних экспериментальных
и теоретических исследований считается общепринятым также, что
нет таких состояний и в системе из трех нейтронов. Более 50 лет
ведутся поиски тетранейтрона — системы из четырех нейтронов. В
2002 году группа французских исследователей в эксперименте на
Большом национальном ускорителе тяжелых ионов обнаружила 6
событий, которые могли бы трактоваться как образование
тетранейтрона, но воспроизвести эксперимент не удалось. Новый
этап поисков тетранейтрона проводится на Фабрике радиоактивных
ионов в японском институте RIKEN, где научились создавать хороший
пучок ядер 8Не. Ядро 8Не состоит из a-частицы (ядра 4Не) и
окружающих ее четырех нейтронов.
В новой статье физики, помогавшие в подготовке одного из
экспериментов по поиску тетранейтрона, привели теоретические
оценки энергии резонансного состояния тетранейтрона и его времени
жизни.
«Такие оценки были проведены нами в разных моделях, и
соответствующие результаты легли в основу заявки на эксперимент.
После этого был тщательно разработан теоретический подход и
проведены многочисленные расчеты на суперкомпьютерах. До нас ни в
одной теоретической работе не предсказывалось существование
резонансного состояния тетранейтрона при таких низких энергиях,
порядка 1 МэВ», — сказал Андрей Широков.
В результате столкновения в эксперименте a-частица выбивалась из 8Не, оставляя систему из 4 нейтронов, или тетранейтрон
[Изображения: Андрей Широков, МГУ имени М.В. Ломоносова]
[Публикация подготовлена Центром популяризации научных знаний
МГУ им. М.В. Ломоносова]
Диаграммы Фейнмана — это графические способы представления обменных сил. Каждая точка, в которой сходятся линии, называется вершиной, и в каждой вершине можно исследовать законы сохранения, управляющие взаимодействием частиц.
Можно представить другие электромагнитные процессы, как в примерах ниже. Обратной стрелкой обозначена античастица, в данном случае позитрон. Имейте в виду, что время идет вверх, и что стрелка вниз — это не частица, движущаяся вниз, а античастица, движущаяся вверх (вперед во времени). После введения для электромагнитных процессов диаграммы Фейнмана были разработаны также для слабого и сильного взаимодействий. Формы примитивных вершин для этих трех взаимодействий — . Взаимодействия частиц могут быть представлены диаграммами как минимум с двумя вершинами. Их можно нарисовать для протонов, нейтронов и т. Д., Даже если они являются составными объектами, и взаимодействие можно представить как взаимодействие между составляющими их кварками. Диаграммы Фейнмана для: | Индекс Концепции частиц Ссылки |
Каждая вершина должна сохранять заряд, барионное число и лептонное число.
Вертикальное направление указывает на продвижение времени вверх, но расстояние по горизонтали не дает расстояния между частицами.Частицы, античастицы и фотоны — электрон, позитрон, протон, антипротон, нейтрон, антинейтрон, нейтрино, антинейтрино, образование пар, аннигиляция
Например, каждому типу частиц соответствует своя античастица;
- позитрон — античастица электрона
- антипротон античастица протона
- антинейтрон античастица нейтрона
- антинейтрино античастица нейтрино
Позитрон, например, имеет ту же массу, что и электрон, но имеет положительный (+) заряд, тогда как электрон имеет отрицательный (-) заряд.
Образование и уничтожение пар
Когда частица и ее античастица встречаются друг с другом, они аннигилируют друг друга. Их масса преобразуется в энергию в виде фотонов .
Это пример преобразования массы в энергию, но он также может работать и наоборот, когда энергия преобразуется в массу.
Фотоны высокой энергии могут производить частицу и ее античастицу, это называется образованием пар .
Пример; Гамма-фотон с достаточной энергией может произвести электрон и позитрон.
Фотоны
Электромагнитное излучение (например, гамма-лучи, рентгеновские лучи, видимый свет и т. Д.) Имеет волновые свойства, и они также могут вести себя как частицы, эти частицы называются фотонами.
Энергия (E) фотона зависит от его частоты (f).
- E = энергия фотона в джоулях, Дж
- h = постоянная планки 6,63 x 10 -34 Js
- f = частота в герцах, Гц
- c = скорость света 3.
00 x 10 8 метров в секунду, мс -1 - l = длина волны в метрах, м
00 x 10 8 метров в секунду, мс -1 Ссылки на другие страницы в этой теме;
Составляющие атома
Стабильные и нестабильные ядра
Частицы, античастицы и фотоны
Взаимодействия частиц
Классификация частиц
Кварки и антикварки
Источник нейтронов / MLZ
В природе нейтроны появляются только как связанные частицы в атомах.Следовательно, свободные нейтроны для использования в исследованиях, промышленности или медицине должны производиться ядерными реакциями. Пучки нейтронов высокой интенсивности для экспериментов по рассеянию генерируются в реакторах деления или источниках расщепления.
Нейтроны, образующиеся при делении ядра
Деление урана-235
Нейтронные источники, такие как исследовательский источник нейтронов Хайнца-Майера Лейбница, производят нейтроны путем деления ядер. Для этого низкоэнергетический, так называемый тепловой нейтрон, захватывается делящимся тяжелым изотопом, таким как уран-235.
Изотоп урана обычно распадается на два более легких элемента, 2–3 быстрых нейтрона (высокой энергии) и различные легкие элементарные частицы. Этот процесс сопровождается выделением энергии. Один нейтрон на деление, замедленный в баке замедлителя тяжелой воды (D 2 O) и рассеянный обратно в топливный элемент окружающим замедлителем, необходим для поддержания самоподдерживающейся цепной реакции. Для научного использования доступно около 1-2 нейтронов.
FRM II — самый мощный нейтронный источник в Германии.Относительно своей тепловой мощности (20 МВт) он способен производить самый высокий поток нейтронов (8 × 10 14 нейтронов см -2 с -1 ) в мире. Помимо FRM II, к другим основным источникам нейтронов для исследований с высоким потоком относятся источник Института Лауэ-Ланжевена (ILL) в Гренобле, Франция, Национальная лаборатория Ок-Ридж (ORNL) в США, высокопоточный реактор (HFR) в Петтене, штат Индиана. Нидерланды или BR2 в Моле, Бельгия.
Другие источники нейтронов, эксплуатируемые в Германии, включают исследовательский реактор BER II в Helmholtz-Zentrum в Берлине и исследовательский реактор FRMZ в Майнце.Все вышеперечисленные исследовательские источники нейтронов оптимизированы для специальных приложений, таких как эксперименты с лучевой трубой для фундаментальных исследований, производства изотопов или разработки топлива.
Нейтроны разной энергии
Нейтронные спектры
Спектры нейтронов на входе в лучевые трубки при мощности реактора 20 МВт на ФРМ II.
Нейтронные спектры на входе в пучковые трубки при мощности реактора 20 МВт на FRM II.
Чтобы гарантировать, что энергия или, другими словами, длины волны нейтронов подходят для конкретных экспериментальных нужд, так называемые «вторичные источники» используются в качестве средств сдвига спектра.Горячие источники (графит, около 2200 К) или холодные источники (жидкий водород или дейтерий, используемые в FRM II, около 20 К) изменяют энергетический спектр высвобождаемых нейтронов для различных применений.
Различные энергетические диапазоны (длины волн) нейтронов примерно классифицируются в зависимости от температуры замедлителя на горячие, тепловые, холодные и ультрахолодные.
Нейтроны, образующиеся в результате расщепления
Источник расщепления создает импульсные или квазинепрерывные нейтронные пучки за счет ускорения протонов, ударяющихся о материал мишени тяжелых ядер, таких как ртуть, тантал или свинец.Однако, в отличие от деления тяжелых нуклидов, одна реакция расщепления выделяет около 20-30 нейтронов на каждую падающую частицу. Британский источник нейтронов ISIS, американский источник нейтронов расщепления SNS, японский исследовательский комплекс J-PARC и швейцарские источники нейтронов расщепления SINQ являются одними из самых мощных устройств расщепления в мире. Планируемый Европейский источник расщепления (ESS), который будет построен в Лунде, Швеция, как ожидается, войдет в число ведущих мировых центров нейтронных исследований.
Частица электрон нейтрон протон Относительный заряд Относительная масса Субатомные частицы Атомы состоят из трех субатомных частиц: протонов, нейтронов и.
Презентация на тему: «Частица, электрон, нейтрон, протон, Относительный заряд, Относительная масса, субатомные частицы, атомы состоят из трех субатомных частиц: протонов, нейтронов и.» — стенограмма презентации:
1
Частица электрон нейтрон протон Относительный заряд Относительная масса Субатомные частицы Атомы состоят из трех субатомных частиц: протонов, нейтронов и электронов.Двумя важными свойствами этих частиц являются масса и заряд: 1/1840 01 +11 Масса электронов ничтожна по сравнению с массой протонов и нейтронов, поэтому их масса не учитывается при вычислении массы атома.
2
Атомный номер и массовое число Массовое число атома — это количество протонов плюс количество нейтронов и представлено символом A.
Когда атом представлен своим символом, массовое число, а иногда и атомный номер, показано.Число протонов в атоме известно как атомный номер или число протонов и обозначается символом Z. массовое число (A) атомный номер (Z)
3
Что такое изотопы? атомный номер один и тот же массовый номер другой. Реакционная способность разных изотопов элемента идентична, потому что они имеют одинаковое количество электронов. Изотопы — это атомы одного и того же элемента, содержащие разное количество нейтронов.Различная масса атомов означает, что физические свойства изотопов немного отличаются. углерод-12углерод-13
4
Изотопы хлора Около 75% встречающегося в природе хлора составляет хлор-35 (35 Cl) и 25% — хлор-37 (37 Cl). 17 протонов 18 нейтронов 17 электронов 17 протонов 20 нейтронов 17 электронов
5
НейтроныПротоныИзотопы Изотопы углерода Существует также более одного изотопа углерода: 8 14 C 76 13 C 66 12 C Все изотопы углерода имеют 6 протонов и, следовательно, 6 электронов.
Поскольку химическая реакционная способность зависит от количества электронов, реакционная способность изотопов углерода идентична. 6
6
«Взвешивание» атомов. Масс-спектрометрия — это точный инструментальный метод, используемый для определения относительной изотопной массы (массы каждого отдельного изотопа относительно углерода-12) и относительного содержания каждого изотопа. Отсюда можно вычислить относительную атомную массу элемента.Некоторые виды использования масс-спектрометрии включают: датирование по углероду-14, обнаружение незаконных наркотиков, судебную экспертизу, исследование космоса.
11
Что такое относительная атомная масса? Относительная атомная масса (A r) элемента — это масса одного из его атомов относительно 1/12 массы одного атома углерода-12. Большинство элементов имеют более одного изотопа. A r элемента — это средняя масса изотопов с учетом содержания каждого изотопа.
Вот почему A r элемента часто не является целым числом. средняя масса атома × 12 масса одного атома углерода-12 относительная атомная масса (A r) =
12
Использование масс-спектров для расчета A r. Масс-спектр элемента показывает массу и распространенность каждого присутствующего изотопа. Например, масс-спектр бора указывает на присутствие двух изотопов: как это можно использовать для вычисления A r бора? 0100 20 40 60 80 численность (%) 024681012 m / z 10 B (20%) 11 B (80%)
Детектор нейтронов | ФизикаOpenLab
Введение
С нейтронами мы входим в «сердце» ядерной физики.Как известно, это субатомные частицы, содержащиеся в ядре, они характеризуются массой, немного превышающей массу протона, и нейтральным зарядом. Вне ядра нейтроны нестабильны и имеют период полураспада около 15 минут . Они распадаются на протон, испуская электрон и антинейтрино в реакции, известной как бета-распад .
Обычный способ обнаружения заряженной частицы путем поиска следа ионизации (например, в камере Вильсона) не работает напрямую для нейтронов.Нейтроны, которые упруго рассеиваются на атомах, могут образовывать ионизационный трек, который можно обнаружить, но эксперименты не так просты; Чаще используются другие средства обнаружения нейтронов, заключающиеся в их взаимодействии с атомными ядрами. Поэтому обычно используемые методы обнаружения нейтронов можно разделить на категории в соответствии с используемыми ядерными процессами, в основном захват нейтронов или упругое рассеяние
Обычный метод обнаружения нейтронов включает преобразование энергии, выделяемой в реакциях захвата нейтронов, в электрические сигналы.Некоторые нуклиды имеют высокое сечение захвата нейтрона , что является вероятностью поглощения нейтрона. При захвате нейтронов составное ядро испускает более легко обнаруживаемое излучение, например альфа-частицу, которая затем обнаруживается.
Для этого пригодны нуклиды 3He, 6Li, , 10B, . Особенно это верно для медленных (или тепловых) нейтронов .
Именно из-за их малой вероятности взаимодействия обнаружение нейтронов сложнее, чем обнаружение других частиц или ионизирующего излучения.Обнаружение в основном основано на поглощении ядрами легких элементов и последующем распаде этих ядер, в результате чего образуются частицы, которые могут быть обнаружены «традиционными» методами: на практике нейтроны обнаруживаются «косвенно».
На любительском уровне нейтронные детекторы не очень популярны как потому, что они дороги, так и потому, что не всегда легко заставить их работать. Боб Хиггинс заполнил этот пробел и проделал огромную работу по предоставлению проекта самодельного детектора нейтронов на основе He-3: SlowNeutronCoronaCounterTubes_1v10.Мы черпали вдохновение в этой работе, и мы в PhysicsOpenLab создали детектор нейтронов на основе борированных коронирующих трубок.
Нейтронный детектор (трубки из короны с борным покрытием)
Детектор нейтронов, который мы хотим использовать, — это советские модели SI19N и SNM11 , которые легко доступны в Интернете, например, на eBay.
Эти детекторы представляют собой коронирующие трубки, в которых на внутреннюю поверхность трубки нанесен тонкий слой богатого бором материала, в частности изотопа бора 1o B .На следующих рисунках показаны соответственно трубки SI19N и SNM11.
SI19N
SNM11
Чувствительность этих трубок к нейтронам обусловлена ядерной реакцией, которая происходит, когда нейтрон поглощается ядром бора. Ядро бора, нестабильное, распадается и дает ядро лития и альфа-частицу. Сечение этой реакции очень велико, поэтому чувствительность этих детекторов относительно высока.На рисунке слева и на следующей схеме, показывающей детали реакции, видно, что выделяемая энергия составляет порядка 2–3 МэВ.
Также важно отметить, что высокое поперечное сечение бора применимо только к медленным нейтронам (или тепловым) с энергией около KT = 0,025 эВ ; для быстрых нейтронов сечение намного меньше, чем чувствительность детектора.
Ядро лития и альфа-частица, образующиеся при распаде ядра бора, когда они испускаются внутрь трубки, производят интенсивную ионизацию, которая запускает разряд внутри трубки, точно так же, как это происходит внутри трубки Гейгера.Фактически, как и трубки Гейгера, эти трубки также работают в области разряда , , выше определенного порога, как показано на следующей схеме.
Для того, чтобы «погасить» коронный разряд, необходимо вставить сопротивление смещения очень высокого значения, которое имеет функцию ограничения тока разряда и снижения напряжения между анодом и катодом ниже порогового значения. По сравнению с обычными счетчиками Гейгера, для которых достаточно сопротивления 10 МОм, в случае этих трубок для нейтронов целесообразно использовать более высокие значения, например от 100 МОм.
Конструктивные детали этих трубок предназначены для повышения чувствительности к нейтронам, пытаясь минимизировать чувствительность к другим типам излучения: гамма и бета.
Конструкция нейтронного детектора
Детектор нейтронов с коронирующей трубкой имеет функциональную схему, очень похожую на схему обычной трубки Гейгера, учитывая, что оба работают в области разряда. имеется высоковольтный генератор, резистор смещения и конденсатор связи для извлечения импульса.Впоследствии импульс может быть считан на нагрузочном резисторе или может быть отправлен в цепь усиления и сравнения с целью улучшения отношения сигнал / шум и обеспечения возможности сбора данных цифровой системой счета. Для характеристик коронирующей трубки целесообразно использовать резисторы смещения высокого сопротивления, например 100 МОм .
Показанный рисунок, взятый из работы Боба Хиггинса, иллюстрирует основную диаграмму.
Как было описано в предыдущем абзаце, коронирующая трубка чувствительна из-за расположенного внутри слоя бората к медленным или тепловым нейтронам ( 0.025 эВ ). Однако нейтроны, образующиеся в результате ядерных реакций, или те же самые космические нейтроны имеют энергию порядка МэВ, для которой поперечное сечение активного слоя трубки очень мало. По этой причине необходимо замедлить нейтроны, чтобы они могли достичь детектора с нужной энергией или «термализовать». Для этого вы используете замедлитель, который представляет собой материал , богатый ядрами водорода (HDPE, вода, парафин) , в котором нейтроны рассеиваются, а затем замедляются.Толщина замедлителя варьируется от 5 см до 10 см. Если он слишком толстый, нейтроны поглощаются внутри и не достигают детектора, если он слишком тонкий, нейтроны приходят со слишком высокой энергией, чтобы их можно было обнаружить. Представленное ниже изображение, взятое из работы Боба Хиггинса, иллюстрирует эту концепцию.
На следующих изображениях мы показываем детектор, который состоит из трубки (вставленной в деревянную опору и покрытой листов HDPE ), генератора высокого напряжения (модель EMCO ), цепи питания и вывода импульсов.
Схема просто состоит из небольшого RC-фильтра для уменьшения пульсаций высоковольтной пульсации, резистора смещения 100 МОм , включенного последовательно с трубкой, и разделительного конденсатора для удаления сигнального импульса.
Генератор высокого напряжения — это модель F30CT от фирмы EMCO, которая может обеспечить до 3000 В, в нашей настройке мы установили его на 7,5 В, что обеспечивает примерно 2400 В, что является нормальным рабочим напряжением для трубки SI19N. .
На следующем изображении показан детектор, подключенный к усилителю — формирователю — компаратору для обработки импульса, создаваемого коронирующей трубкой.Импульсы, производимые компаратором, отправляются на Theremino Master , который производит подсчет. Аппаратный усилитель — формирователь — компаратор был описан в следующем посте: PMT Pulse Processing (ITA) и в этом pdf: PMT Pulse Processing
импульсов
На следующих изображениях показаны зарегистрированные импульсы от нейтронного детектора. Первый импульс был получен на нагрузочном резисторе 1 кОм непосредственно после разделительного конденсатора.Видно, что амплитуда сигнала довольно мала: около 50 мВ при длительности около 500 нс.
