Нейтроновод. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Нейтроновод - канал, по к-рому распространяется направленный поток нейтронов. В простейшем случае H. служит прямая вакуумированная труба, окружённая защитой для поглощения нейтронов, выходящих через боковые стенки H. Надтепловые нейтроны (с энергией

> 0,1 эВ) практически не взаимодействуют с внеш. полями (магн., гравитационным) и поэтому распространяются по H. прямолинейно по законам геом. оптики. Для формирования пучков внутри H. устанавливаются коллиматоры из материалов, поглощающих нейтроны. Плотность потока нейтронов в таких H. уменьшается как 1/r², где r - расстояние от центра источника нейтронов. Обычно применяются H. длиной 10-1000 м, диам. 5-50 см с входными и выходными окнами из Al, толщиной 1-2 мм, откаченные до давления 1-2 Па. H. используются для вывода сформиров. пучков нейтронов из источника (реактор, ускоритель), а также в сочетании с импульсными нейтронными источниками в нейтронной спектроскопии. по времени пролёта.

Для нейтронов с энергией

< 0,1 эВ используются зеркальные H., основанные на полном отражении нейтронов от стенок H. Упругое когерентное рассеяние нейтронов на атомных ядрах в стенках H. эквивалентно действию на нейтроны небольшого отталкивающего потенциала U

2-3·10^-7 эВ (для Ni, Be, графита). Поэтому нейтроны с энергией

, падающие на гладкие (зеркальные) стенки H. иод углами a < (U/

)^1/2,

полностью отражаются обратно внутрь H. (см. Нейтронная оптика). Начиная с r = d(/U)^1/2 (d - поперечные размеры), полное отражение от стенок должны испытывать все нейтроны с энергией

, и плотность потока таких нейтронов в H. будет оставаться почти постоянной. Нек-рые потери нейтронов возникают за счёт диффузного отражения от шероховатостей стенок и слабого поглощения в тонком поверхностном слое (толщиной ~200

), соответствующем глубине проникновения нейтрона в стенки при полном отражении. Для тепловых нейтронов с

= 0,025 эВ и стенок из Ni (U = 2^.10^-7 эВ) макс. угол скольжения a = 10'. Обычно зеркальные H. изготовляют из полиров. стеклянных пластин с напылённым на поверхность тонким (1-2 мкм) слоем Ni. Пластины склеиваются в H. коробчатого сечения.

Если зеркальный H. плавно изогнуть с радиусом изгиба Л = 2d'

/U(d' - размер H. в плоскости изгиба), то он может служить фильтром, пропускающим нейтроны с

. Кроме того, пучок на выходе изогнутого зеркального H. свободен от g-излучения, неизбежно испускаемого нейтронными источниками. Зеркальные H. используются также я как поляризаторы медленных нейтронов. С этой целью отражающий слой изготовляется из ферромагнетика, для к-рого отталкивающий нейтроны потенциал стенок равен U' = U b mВ, где m - магн. момент нейтрона, В - индукция магн. поля в ферромагн. слое, знаки b соответствуют двум ориентациям спина нейтрона. В нек-рых материалах (напр., сплав 50% Fe + 50% Со) U = |mB| и полное отражение имеет место только для одной из возможных проекций спина нейтрона (см. Поляризованные нейтроны). Ультрахолодные нейтроны ( < U)испытывают полное отражение от стенок H. при любых углах падения и распространяются по H. произвольной формы как сильно разреженный газ.

Литература по нейтроноводам

Знаете ли Вы, что любой разумный человек скажет, что не может быть улыбки без кота и дыма без огня, что-то там, в космосе, должно быть, теплое, излучающее ЭМ-волны, соответствующее температуре 2.7ºК. Действительно, наблюдаемое космическое микроволновое излучение (CMB) есть тепловое излучение частиц эфира, имеющих температуру 2.7ºK. Еще в начале ХХ века великие химики и физики Д. И. Менделеев и Вальтер Нернст предсказали, что такое излучение (температура) должно обнаруживаться в космосе. В 1933 году проф. Эрих Регенер из Штуттгарта с помощью стратосферных зондов измерил эту температуру. Его измерения дали 2.8ºK - практически точное современное значение. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.