emittálja egy
9
Be(α,n)
6
C reakcióval. Az alfasugárzó általában Plutónium vagy Polonium (PuBe vagy PoBe források).
A PuBe és PoBe források jellemző neutronenergiája 4-5 MeV körüli.
Több szondatípusnál alkalmaznak impulzusüzemű neutronforrást az un. neutrongenerátort. A neutrongenerátor
egy gyorsító cső, ahol a felgyorsított deutérium ionokkal váltanak ki neutronokat a trícium targetnél. A neutronokat
az alábbi reakció kelti:
(11.12.)
.
A keletkező neutronok izotróp szögeloszlásúak és 14.1 MeV energiával rendelkeznek, a reakcióban felszabaduló
energia többi részét az alfa-részecske viszi magával. Ez az energia már több atommag gerjesztésére is elég. A
neutronok μs-os impulzusokban termelődnek.
11.2. Neutrondetektorok
Az eddig ismertetett nukleáris detektorok közös tulajdonsága volt, hogy a sugárzásokat ionizáló hatásuk alapján
detektálták. A neutronok esetében – töltésük nem lévén – ezt közvetve valamilyen magreakció közbeiktatásával
kell megvalósítani. Erre olyan izotópokat választanak, amelyeknél a neutronok kis energiával (termikus
tartományban) is képesek a magból töltött részecske kibocsátását kiváltani (11.2. táblázat).
A legfontosabb neutrondetektálásra alkalmas izotópok és termikus neutron magreakciók.
felszabaduló energia (MeV)
magreakció
Izotóp
2.79
(n,α)
10
B
4.78
(n,α)
6
Li
0.764
(n,p)
3
He
11.2. táblázat. Neutron detektálásban alkalmazható magreakciók
A felsorolt reakciók következtében alfa vagy proton kibocsátása történik, amely már ionizálhatja a detektor anyagát.
A
10
B és
3
He izotópokat töltőgázként felhasználva egy un. proporcionális kamránál, termikus neutronok detektálására
alkalmas eszközt kapunk.
A proporcionális kamra a GM-csőhöz hasonló gáztöltésű detektor, de nem alakul ki az a töltés lavina, csak
megsokszorozódnak a primer ionizációból származó töltéshordozók, úgy hogy a jel arányos marad a primer
ionizációval, azaz a sugárzás által a detektorban leadott energiával.
A neutronok által kiváltott reakciótermékek (töltött részecske és a visszalökődő ionizált atommag) ionizálja a gázt
(primer ionizáció), mely a kamra kimenetén többszörös ionizáció után felerősödött impulzust eredményez. A
neutrondetektorok tervezésének kulcskérdése, hogy a gammasugárzástól elválasztható legyen a neutronjel. Ez az
ismert detektorban könnyen megoldható egy amplitúdó diszkriminációval, hiszen a háttér gamma fotonoktól
származó primer ionizáció jóval kisebb, mint a neutron reakcióban keletkező töltött részecskék által okozott primer
ionizáció (11.4. ábra). A
6
Li izotópra alapozva szcintillációs detektor állítható elő, mely alkalmas termikus neutronok
detektálására.
86
Neutronmérések
XML to PDF by
RenderX XEP XSL-FO F ormatter,
visit us at
http://www.renderx.com/