Изотопные источники - устройства, в которых идут ядерные реакции с образованием нейтронов. При этом излучение, испускаемое радионуклидом (например, α-частицы) вступает в ядерную реакцию со специально подобранным веществом (например, бериллием), в результате которой образуются нейтроны.
Радионуклидные источники нейтронов (Таблица 2) выполняются на основе возбуждения в определенных химических элементах ядерных реакций типа (α,n) - поглощение альфа-частицы Þ испускание нейтрона, или (γ,n) - поглощение гамма-кванта Þ испускание нейтрона. Они представляют собой, как правило, однородную спрессованную смесь элемента-излучателя альфа-частиц или гамма-квантов и элемента-мишени, в котором возбуждается ядерная реакция. В качестве альфа-излучателей используются полоний, радий, плутоний, америций, кюрий, в качестве гамма-излучателей - сурьма, иттрий, радий, мезоторий. Элементы - мишени для альфа-излучателей - бериллий, бор, для гамма-излучателей - бериллий, дейтерий. Смесь элементов запаивается в ампулы из нержавеющей стали.
Наиболее известными ампульными источниками являются радиево-бериллиевый и полониево-бериллиевый. Полоний-210 - практически чистый альфа-излучатель. Распад полония сопровождается гамма-излучением слабой интенсивности. Основной недостаток - небольшой срок службы, определяемый периодом полураспада полония.
В калифорниевом нейтронном источнике используется спонтанная ядерная реакция с выбросом нейтрона из ядра, которая сопровождается сильным гамма-излучением. При каждом делении ядра выделяется четыре нейтрона. 1 г источника в секунду выделяет 2,4*1012 нейтронов, что соответствует нейтронному потоку среднего ядерного реактора.
Таблица 2. Радионуклидные источники нейтронов.
Состав |
Название |
Реакция |
Период полу- распада, лет |
Средняя энергия, МэВ |
Выход, n/3.7 1010 Бк |
210Po-Be Внимание!
Если вам нужна помощь в написании работы, то рекомендуем обратиться к
профессионалам. Более 70 000 авторов готовы помочь вам прямо сейчас. Бесплатные
корректировки и доработки. Узнайте стоимость своей работы.
|
Полоний, бериллий |
9Be(α,n) |
0.39 |
4.3 |
1.8 106 |
239Pu-Be |
Плутоний-239, бериллий |
“ |
24360 |
4.5 |
2 106 |
238Pu-Be |
Плутоний-238, бериллий |
“ |
86.4 |
4.5 |
2.8 106 |
226Ra-Be |
Радий, бериллий |
“ |
1620 |
3.63 |
(1-1.7) 107 |
241Am-Be |
Америций, бериллий |
“ |
458 |
4.3 |
(2.1-2.5) 106 |
227Ac-Be |
Актиний, бериллий |
“ |
21.7 |
4.5 |
(1.7-2.5) 107 |
210Po-B |
Полоний, бор |
10B(α,n) |
0.39 |
2.7 |
2 105 |
124Sb-Be |
Сурьма, бериллий |
9Be(γ,n) |
0.17 |
0.024 |
2 105 |
88Y-Be |
Иттрий, бериллий |
“ |
0.29 |
0.158 |
105 |
MsTh-Be |
Мезоторий, бериллий |
“ |
6.7 |
0.827 |
3.5 104 |
226Ra-Be |
Радий, бериллий |
“ |
1620 |
0.1 |
3 104 |
88Y-D |
Иттрий, дейтерий |
D(γ,n) |
0.29 |
0.31 |
0.3 104 |
MsTh-D |
Мезоторий, дейтерий |
“ |
6.7 |
0.197 |
9.5 104 |
226Ra-D |
Радий, дейтерий |
“ |
1620 |
0.12 |
103 |
252Cf |
Калифорний |
252Cf(n) |
2.55 |
1.9 |
1.4 1011 |
Даже такое невидимое глазом количество, как 1 мкг 252Cf, дает более 2 миллионов нейтронов в секунду. Поэтому 252Cf в последнее время используют в медицине в качестве точечного источника нейтронов с большой плотностью потока для локальной обработки злокачественных опухолей.
Изотопный источник 252Сf обладает следующими преимуществами: постоянство величины потока (не требуется мониторинг); длительный ресурс (более трех лет); сравнительно низкая стоимость (примерно 3000 долларов США) и “точечность” источника (его габариты малы по сравнению с геометрией облучения и измерения). Среди недостатков 252Сf ограничения по порогу реакции взаимодействия и по измерительным возможностям; радиационная опасность в эксплуатации (постоянно действующий излучатель) и необходимость мер радиационной защиты при хранении. Кроме того, 252Cf принадлежит к ядерным материалам, которые являются федеральной собственностью, стратегически значимы в проблеме ядерного нераспространения и, следовательно, требуют особых мер государственного учета, контроля и физической защиты.
Во многих случаях калифорний может теперь заменить атомный реактор, например для таких специальных аналитических исследований, как нейтронная радиография или активационный анализ. С помощью нейтронной радиографии просвечиваются детали самолетов, части реакторов, изделия самого различного профиля. Повреждения, которые обычно невозможно обнаружить, теперь легко находят. Для этой цели в СССР и США разработана транспортабельная нейтронная камера с 252Cf в качестве источника излучения. Она позволяет вести работу вне зависимости от стационарного атомного реактора. В борьбе с преступностью в США такая нейтронная камера показала свой превосходный "нюх". Таблетки ЛСД и марихуана, спрятанные в патронных гильзах, были сразу обнаружены. С помощью рентгеновских лучей контрабандные наркотики найти не удавалось.
В настоящее время нейтронные источники всё шире применяются для решения проблемы противодействия незаконному обороту взрывчатых, химических, биологических и других опасных веществ, как составляющая часть борьбы с терроризмом и преступностью.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему