Wytwarzanie strumieni neutronów

Neutrony nie podlegaja wpłowi poł: elektryczne go i manetycznego, dlatego wiązki neutronów utworzyc i prowadzic jest o wiele trudniej. Źródła jonów, to na ogół układy izotopowe, w których wykorzystuje sie żródło cząstek naładowanych. Cząstki te wywołują nastepnie reakcje jądrowe w których emitowany jest neutron.

Czesto stosowane jest żródło radowo-berylowe, w którym czastki alfa emitowane są wskutek rozpadu 226Ra, zaś własciwym źródłem neutronów jest reakcja

Jakożródło cząstek alfa możne stosowac też inne izotopy alfa-promieniotwórcze np:  210Po, 227Ac, 242Cm.  Neutronów emitowane z takich źródeł nie są monoenergetyczne, co wynika z róznych energii cząstek alfa oraz ich absorpcji w źródle a także z powodów róznic w energiach wzbudzenia jądra węgla, prowadzących w rezultacie dorożnic w energiach emitowanych neutronów.

Inny typ żródła wykorzystuje reakcję typu . Foton musi mieć energię wiekszą od energii wiązania neutronu   w jądrze. Potrzebne gest wuięc żródło wysokoenergetycznych fotonów oraz izotop o niskiej energii wiazania neutronu. Ten ostatni warunek praktycznie spełniaja tylko dwa izitopy:  

,

zaś fotony o wystarczająco wysokich energiach wysyłają tor i rad.

Źródła wykorzystujące reakcje typu (d,n) - tzw generatory neutronów. W typ przyupadku wykorzystywana jest reakcja

Reakcja ta zachodzi z dużym przekrojem czynnym ok. 5b dla energii deuteronów ok. 100KeV. Urządzenie tego typu posiada akcelerator przyspieszający deuterony do ok 200KeV, które uderzają w tarcze zbudowaną zwykle z cyrkonu nasyconego gazowym trytem. Energia neutronów emitowanych z takiego źródła wynosi ok.14MeV, co wynika z bilansu enegii w dwuciałowym stanie końcowym reakcji.

Wytwarzanie strumieni neutronów w reaktorach. Są to obecnie podstawowe źródła neutronów, wytwarzające ich najwieksze strumienie. Neutrony emitowane są wskutek reakcji rozszczepienia jąder cięzkich np: 235U lub 239Pu wskutek absorpcji neutronu, zgodnie ze schematem, np:

W jednym akcie rozszczepienia emitowanych jest średnio ok. 2.5 neutronów. Emitowane neutrony mają ciągły rozkład energii, których wartośc średnia wynosi ok. 2.5 MeV. Neutrony w reaktorze ulegają spowolnieniu, co jest niezbedne dla prawidłowej pracy reaktora. W rezultacie na zewnątrz mamy do czynienia ze strumieniem neutronów termicznych o makswelloeskim rozkładzie energii. Strumieni neutronów z reaktora mają wartości rzedu 1012 n/s. Intensywnośc strumienia neutronów zależy od typu i mocy reaktora.

Ryrunek obok pokazuje różne formy kanałów reaktora służących do naświetlań.

Do niektórych zastosowan, np spektroskopii neutronów, potrzebny jest ich przerywany strumień. Do wytwarzania takich strumieni słuza reaktory impulsowe.

Przykład takiego reaktora pokazuje rysunek obok. Jest toschemat reaktora IBR-30, zainstalowanego w Zjednoczonym Instytucie Badań Jądrowych w Dubnej, k. Moskwy. Wirujące tarcze zqwierają ładunki uranu. Stan nadkrytyczny uzyskuje sie w bardzo krótkich odcinkach czasu i wtedy następuje emisja bardzo dużych strumieni neutronów.