Chùm neutron là gì?

Một chùm neutron là một dòng neutron, là các hạt hạ nguyên tử không có điện tích và được tìm thấy, cùng với các proton tích điện dương, trong hạt nhân của tất cả các nguyên tố hóa học ngoại trừ dạng hydro phổ biến nhất, chỉ có proton.Mặc dù neutron ổn định trong nhân, một neutron tự do phân rã thành proton, một electron và một hạt khác gọi là antineutrino electron;Các neutron bị cô lập có thời gian bán hủy hơn 10 phút, điều đó có nghĩa là sau giai đoạn này, một nửa số neutron trong một mẫu nhất định sẽ bị phân rã.Neutron tự do được sản xuất bởi phân hạch hạt nhân, ví dụ trong lò phản ứng hạt nhân và có thể được tạo ra trong các máy gia tốc hạt.Một chùm neutron có nhiều ứng dụng quan trọng trong khoa học vật liệu, y học và an ninh.Các dầm neutron thường được sản xuất bằng cách sử dụng các máy phát điện neutron, là các máy gia tốc hạt có các ion deuterium hoặc tritium vào các mục tiêu có chứa deuterium, tritium hoặc cả hai.Deuterium và triti là các đồng vị của hydro có chứa một và hai neutron, tương ứng.Sự hợp nhất của Deuterium và Tritium tạo ra neutron có thể được tập trung vào chùm neutron.Máy phát điện neutron thuộc loại này có thể tương đối nhỏ và di động.

Mặc dù hầu hết các dạng bức xạ tương tác với các đám mây của các electron bao quanh các hạt nhân nguyên tử, neutron, trung tính điện và không phải là một dạng bức xạ điện từ, chỉ tương tác với các hạt nhân, rất nhỏ so với toàn bộ nguyên tử.Do đó, một chùm neutron rất thâm nhập và có thể hiển thị vị trí của các hạt nhân nguyên tử trong một mẫu vật liệu.Không giống như tia X, dầm neutron có thể dễ dàng xâm nhập vào các kim loại nặng như chì nhưng cũng sẽ tương tác với các yếu tố ánh sáng như hydro và carbon.Theo lý thuyết lượng tử, tất cả các hạt hạ nguyên tử có thể hoạt động như sóng, do đó neutron có bước sóng.Điều này cho phép một chùm neutron được tinh chỉnh;cả bước sóng và năng lượng của chùm tia có thể được điều chỉnh để phát hiện các vật liệu cụ thể.-Rays không hiệu quả.Chúng có thể được sử dụng để kiểm tra các cấu trúc bên trong của vật liệu, chẳng hạn như phát hiện các vết nứt và khoang trong các thành phần kim loại, và để xác định cấu trúc nguyên tử và phân tử của các hợp chất.Khả năng phát hiện các yếu tố nhẹ hơn mà đi qua các yếu tố nặng hơn cho phép các chùm neutron được sử dụng để kiểm tra bảo mật.Họ có thể phát hiện chất nổ che giấu hoặc chất phóng xạ, ví dụ.Dầm neutron cũng có các ứng dụng y tế quan trọng, đáng chú ý nhất là trong điều trị một số hình thức ung thư;Xạ trị neutron có thể phá hủy các khối u có khả năng kháng các phương pháp điều trị xạ trị thông thường.