Нейтронная физика
Neutronics
Нейтронная физика
– раздел физики, посвящённый изучению строения вещества посредством
зондирования его нейтронами, а также исследованию самих нейтронов. Нейтроны
не имеют электрического заряда. Это обеспечивает главное преимущество использования
нейтронов в качестве зондирующих частиц по сравнению с заряженными частицами.
Отсутствие кулоновского взаимодействия нейтронов с ядрами атомов и электронами
вещества приводит к большой проникающей способности нейтронов. Причём большой
проникающей способностью обладают и нейтроны низких энергий, что существенно
увеличивает диапазон физических характеристик вещества, которые могут быть
изучены с помощью пучков нейтронов.
В нейтронной физике главным образом используются нейтроны с энергиями
от
10-7 эВ до 107 эВ. Соответственно длины волн (де Бройля),
отвечающие таким нейтронам, изменяются в диапазоне от 10-5 до
10-12 см. Этот диапазон длин волн отвечает размерам тех микрообъектов,
которые можно изучать с помощью нейтронов. Таким образом, меняя энергию
нейтронов от 107 эВ до 10-7 эВ, можно исследовать
объекты размером от 10-12 см (атомные ядра) до 10-4
– 10-5 см (молекулы биополимеров, видимые в оптический микроскоп).
Так с помощью дифракции нейтронов (нейтронных волн) определяют
положение атомов в кристаллах. Наличие у нейтрона магнитного дипольного
момента позволяет изучать магнитную структуру материалов. Нейтроны используют
для изучения диффузии атомов и молекул в различных средах, для исследования
белковых макромолекул, полимеров, микродефектов и микронеоднородностей в
растворах и сплавах.
В качестве источников нейтронов больших энергий используют нейтроны,
получающиеся на ускорителях заряженных частиц в ядерных реакциях. Мощными
источниками нейтронов низких энергий (доли электронвольта) являются ядерные
реакторы, которые могут давать потоки нейтронов до 1015 нейтронов/см2.сек.
Нейтронная физика очень важна и для ядерной энергетики – цепная
ядерная реакция деления, управляемый термоядерный синтез.
См. также