تولید نوترون

توليد نوترون

منابع تولید نوترون

تعداد مراکز تولید نوترون در دنیا بسیار اندک است که اغلب آن‌ها در آمریکای شمالی و اروپا قرار دارند. مراکزی

که در دهه شصت میلادی ساخته شده‌اند دیگر به پایان عمرکاری خود رسیده‌اند و یا حتی از آن گذر کرده‌اند. در جدول نام، محل، قدرت، نوع منبع تولید نوترون، سال ساخت و تعداد تجهیزات تعدادی از مراکز مهم آمده است.

شکل ۱نمایی از مرکز  (  Spallation Neutron Source )   در تنسی آمریکا را نشان می‌دهد. مراکز تولید نوترون و استفاده از نوترون برای علوم مختلف بسیار بزرگ و  پرهزینه هستند. به طوریکه نگهداری این مراکز هزاران دلار در روز هزینه در بر دارد و در نتیجه آزمایشات پراش نوترونی نیز بسیار پر هزینه می‌باشند و محققینی که در این مراکز مشغول می‌باشند توسط سازمان‌های مختلف داخلی یا بین المللی پشتیبانی می‌شوند.

1

مشخصات تعدادی از مهم‌ترین مراکز تولید نوترون

2

          مرکز SNS واقع در تنسی آمریکا که یکی از بزرگترین مراکز تولید نوترون در دنیا است.

سیستمهای هدایت نوترونj( guide systems)

دستگاه‌های ابتدایی از اشعه نوترونی استفاده می‌کردند که از سوراخ‌های سپرهای محافظ خارج می شد. شدت نوترونی که به این روش به دست می‌آمد افت پیدا می نمود. در دهه هفتاد، ایده‌ای جدید ارائه شد که همان سیستم‌های هدایتی هستند. این کانال‌ها که معمولا از جنس آلیاژهای نیکل هستند سطحی بسیار صیقلی دارند و سطح مقطع آن‌ها مربع یا مستطیل است و می‌توانند طولی تا ۱۰۰ m را داشته باشند. این هدایت کننده‌ها از جنس موادی ساخته شده‌اند که دارای طول تفرق نوترونی (b) هستند و به عبارتی نسبت به نوترون‌های حرارتی و سرد تحت زوایای کوچک انعکاس دارند. در زوایای بزرگ، انعکاس افت کرده و به صفر می‌رسد. شکل ۱۲ هدایت کننده‌ها را نشان می‌دهد.

3

         هدایت کننده‌های نوترون

موازی کننده‌ها(collimator) و تکفام سازها(monochromator)

موازی کننده قسمتی از دستگاه است که باعث می‌شود دسته اشعه‌ای موازی از نوترون‌ها ایجاد و به نمونه برخرود کند. جنس این فیلترهای موازی کننده عموما از ساندویچی از مواد جاذب نوترون گادولنیم Gd در میان Al است. وجود انحنا بر روی این موازی کننده ها می تواند امکان تغییر چگالی نوترون ها را فراهم کند. شکل  یک موازی کننده را نشان می‌دهد.

4

لایه های مختلف موازی کننده

تکفام سازها موادی هستند که اشعه نوترونی با گذر از آن‌ها دارای یک طول موج و در نتیجه انرژی یکسان خواهد شد. به عبارت دیگر تنها طول موج مشخصی قابلیت گذر از این مواد را دارند. موادی نظیر بریلیوم و گرافیت پیرولیت شده به عنوان تکفام کننده به کار می‌روند.

 

آشکارسازها

دو نوع کلی آشکارساز برای شناسایی نوترون برخوردی وجود دارد؛ یکی آشکارسازهای گازی و دیگری جامد. آشکارسازهای گازی بر پایه یونیزاسیون کار می‌کنند. از جمله این آشکارسازها می‌توان به آشکارسازهای هلیومی اشاره کرد. از آشکارسازهای جامد نظیر BF3 می‌توان نام برد. شکل ۶ آشکارساز حالت جامد را نشان می‌دهد.

5

آشکارسازهای حالت جامد

 

 

 

 

شیو ه های رادیوگرافی نوترونی:

آشکار سازی نوترونی از طریق تبدیل به نور مرئی انجام می شود. برای رسیدن به این موضوع از صفحات تبدیل کننده که شامل  Gd  یا۶Li  و مواد فلورسانس می باشد به صورت رایج استفاده می شود. بعد از تبدیل به نور مرئی ساطع شده به وسیله media  های مختلف می تواند آشکار شود:

 r1- Film, that is then developed in a dark room and results in a  permanent image

 (r2- Imaging Plates, that can be re-used after being processed by an image reader. ( the technology is very similar to x-ray imaging used at medical offices

r3- Digital cameras (CCD , CMOS),allow to capture the image digitally

کولیماتورها:

کولیماتور های نوترونی کارآمد می توانند افزایش دهنده ی قابلیت های آزمایشات نوترونی باشند. در دو موقعیت استفاده می شوند:

۱- زمانی که خود پروب بیم نوترونی می تواند به وسیله ی کولیماتور به گونه ایی شکل بگیرد که از انحراف بیم که باعث تار شدن تصویر در آشکار ساز می شود جلو گیری کند.

۲- استفاده ی آنها برای ردکردن پرتوهای پراکندگی زمانی که بین شئ و آشکارساز قرار می گیرند.

7

     کولیماتور  برای موقعیت های متفاوت

کولیماتورهای نوترونی که در حال حاضر استفاده می شوند در آزمایشات پراکنندگی نوترونی معمولاً از نوع Soller slit هستند.

۱۰B- and/or Gd-loaded glass systems به عنوان کولیماتورهای کار آمد و فشرده برای نوترون های ترمال می باشند . نسبت طول کانال عبوری به عرض آن یکی از پارامترهای کلیدی برای بازده کولیماتور میباشد و هرچه این نسبت بزرگتر باشد باعث بالا رفتن کارایی می شود.

درباره نویسنده

88مطلب نوشته است .

نوشتن دیدگاه

شما میتوانید از تصاویر مخصوص خود در قسمت نظرات استفاده نمایید برای اینکار از وب سایت آواتارکمک بگیرید .

تمام حقوق این سایت برای © 2019 پرتال جامع مهندسی مکانیک. محفوظ است.
قدرت گرفته از وردپرس فارسی
با توجه به مشکلاتی که در سایتهای بانکی به وجود آمده است لطفا در صورت مشکل در پرداخت از فیلتر شکن یا VPN استفاده نمایید.

پرتال جامع مهندسی مکانیک