2. Джерела нейтронів.

Нейтрони для опромінення разків одержують внаслідок ядерних реакцій. Найбільш інтенсивні потоки нейтронів одержують у ядерних реакторах, внаслідок ланцюговою реакції поділу ядер урану. Густина потоку нейтронів у активній зоні реактора може досягати величини 10¹⁴ – 10¹⁹ нейтронів/м² сек. Енергетичний спектр нейтронів від реактора може бути у діапазоні від 10^-3 еВ до 6-8 МеВ.

Також одержують нейтрони з використанням прискорених ядер ²H ³H у так званих нейтронних генераторах, де реалізуються такі реакції

³H(²H,n)⁴He або ²H(²H,n)³He (6)

Вихід нейтронів від такого джерела може досягати величини 10⁸ – 10¹⁰ нейтронів/секунду, що на багато порядків нижче від реактора. Енергетичний спетр нейтронів від таких джерел може боту у діапазоні від 2,45 до 14 МеВ.

Дуже зручно використовувати ізотопні джерела нейтронів де відбувається реакція типу ( ,n). У якості джерела альфа – частинок використовують ізотоп ²³⁹Pu , а у якості мішені ізотоп ⁹Be, У такому джерелі відбувається реакція типу.

⁹Be(,n)¹²C (7)

У залежності від кількості ядер плутонію та берілію можливо одержати джерела з виходом нейтронів до 10⁹ нейтронів за 1 секунду. Нейтрони, які випромінює таке джерело, мають неперервний енергетичний спектр у межах 0 – 12 МеВ, але сповільнюючись у воді, стають тепловими (тобто мають кінетичну енергію 0,014 еВ. Розміри такого джерела не перевищують по діаметру та висоті 5 см..

У залежності від енергії Е нейтрони прийнято називати

Холодними – Е < 0.025 еВ

Тепловими повільними –0,025 еВ< Е < 0.5 еВ

Резонансними – 0,5 еВ < Е < 1 кеВ

Проміжними –1 кеВ < Е < 100 кеВ

Швидким, – 100 кеВ< Е < 14 МеВ

3. Ядерні реакції під дією нейтронів.

Нейтрони не мають електричного заряду, тому вони не взаємодіють з електронною оболонкою атомів, а тільки з атомними ядрами. У залежності від енергії нейтрона можуть відбуватися такі процеси:

1. Пружне розсіювання нейтронів на ядрах (n,n ). Наслідком такої взаємодії є передача частини кінетичної енергії нейтрона ядру з яким він взаємодіє. Цей процес використовується для сповільнення швидких нейтронів

1. Непружне розсіювання (n,n’). Швидкі нейтрони спочатку утворюють з ядром складене (проміжкове) ядро, а потім з нього випромінюється нейтрон меншої енергії, а кінцеве ядро залишається у збудженому стані і випромінює гамма–квант

2. Радіаційне захоплення нейтронів (n,γ). Повільний або тепловий нейтрон захоплюється ядром, яке випромінює гамма–квант або каскад гамма–квантів. Кінцеве ядро у більшості випадків нестабільне і розпадається шляхом випромінювання ^- частинки.

3. Ядерні реакції з утворенням протонів (n,p), альфа частинок (n,), двох чи більше нуклонів (n,2n), (n,3n), (n,np), та реакція поділу важких ядер (n,f).

Наприклад, процес взаємодії нейтрона n з ядром ванадію ⁵¹V, в результаті якої утворюється більш важкий ізотоп ванадію ⁵²V і γ–квант записується у такій формі n + ⁵¹V  ⁵²V +  або у скороченому вигляді ⁵¹V (n, γ) ⁵²V.

Ізотоп ⁵²V нестабільний і зазнає радіоактивного розпаду з випромінюванням β^– –частинки і перетворюється у стабільний ізотоп ⁵²Cr