موضوع مقاله: منبع نوترون | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # منبع نوترون | مقدمه: مکان عکس؛ در شوروی، نادیم - ۱۹۸۲ چشمه نوترونی در صنایع هسته‌ای، به ابزارهایی گفته می‌شود که جهت تولید نوترون آزاد از آن‌ها استفاده می‌شود. | ## بخش 1: منبع نوترون | چشمهٔ نوترونی به هر سامانه‌ای گفته می‌شود که نوترون‌ها را منتشر می‌کند، فارغ از این‌که سازوکار تولید آن‌ها چیست. از این چشمه‌ها در زمینه‌هایی چون فیزیک، مهندسی، پزشکی، جنگ‌افزارهای هسته‌ای، اکتشاف نفت، زیست‌شناسی، شیمی و انرژی هسته‌ای استفاده می‌شود. ویژگی‌های مهم در مورد چشمهٔ نوترونی شامل انرژی نوترون‌ها، نرخ تابش، اندازهٔ منبع، هزینهٔ مالکیت و نگهداری، و همچنین مقررات دولتی مربوط به آن‌ها است. دستگاه‌های کوچک شکافت خودبه‌خودی برخی ایزوتوپها دچار شکافت خودبه‌خودی می‌شوند و در این فرایند نوترون منتشر می‌کنند. این ایزوتوپ‌ها از تاباندن اورانیوم یا عناصر فراتر از اورانیوم در راکتور هسته‌ای تولید می‌شوند. واپاشی آلفا نوترون‌ها زمانی تولید می‌شوند که ذرات آلفا با ایزوتوپ‌های سبک مانند بریلیم، کربن یا اکسیژن برخورد کنند. این چشمه‌ها با ترکیب یک مادهٔ گسیل‌کنندهٔ آلفا (مانند رادیوم، پولونیم یا آمریسیوم) با یک ایزوتوپ سبک ساخته می‌شوند. فوتوتجزیه پرتو گاما با انرژی بیش‌تر از انرژی بست نوترون می‌تواند نوترونی را از هسته بیرون بکشد. | ## بخش 2: منبع نوترون | دستگاه‌های متوسط تمرکز پلاسما چگال این نوع چشمه با ایجاد پلاسمایی چگال از گازهای یونیدهٔ دوتریوم یا تریتیوم و رساندن آن به دماهای همجوشی، نوترون تولید می‌کند. محصورسازی الکترواستاتیکی لَختی در این سامانه مانند فوسور، یک میدان الکتریکی پلاسما را گرم می‌کند تا به شرایط همجوشی برسد. این فناوری‌ها هم در حوزهٔ پژوهش و هم در موارد تجاری (عمدتاً در آمریکا) کاربرد دارند. شتاب‌دهنده‌های یون‌های سبک شتاب‌دهنده‌هایی که از یون‌های هیدروژن، دوتریوم یا تریتیوم استفاده می‌کنند می‌توانند با هدف‌هایی مانند دوتریوم، لیتیوم یا بریلیم نوترون تولید کنند. سامانه‌های برمسترالونگ در این روش، فوتون‌هایی با انرژی بالا موجب برانگیختگی هسته‌ها (رزونانس دوقطبی غول‌پیکر) می‌شوند که در پی آن، هسته یا نوترون آزاد می‌کند یا دچار نورشکافت می‌شود. این پدیده در مراکز پرتودرمانی با انرژی بالا نیز رخ می‌دهد و نیاز به محافظت در برابر نوترون ایجاد می‌کند. دستگاه‌های بزرگ راکتورهای شکافت هسته‌ای شکافت هسته‌ای در راکتور مقدار زیادی نوترون تولید می‌کند که برای تولید برق یا آزمایش‌های علمی استفاده می‌شود. سامانه‌های همجوشی هسته‌ای همجوشی ایزوتوپ‌های سنگین هیدروژن می‌تواند تعداد زیادی نوترون تولید کند. | ## بخش 3: منبع نوترون | در حال حاضر برخی سامانه‌های کوچک پژوهشی و پروژه‌های بزرگی چون JET در بریتانیا، NIF در آمریکا، و ITER در فرانسه در حال کار یا ساخت هستند، ولی هنوز به‌عنوان چشمهٔ نوترونی عملیاتی نیستند. محصورسازی لختی در آینده می‌تواند نوترون‌هایی به‌مراتب بیش‌تر از پاشش هسته‌ای تولید کند که برای نوترون‌نگاری بسیار مفید خواهد بود. شتاب‌دهنده‌های پرانرژی ذره در چشمه‌های پاششی، پروتون‌هایی با انرژی بالا به هدف برخورد کرده و نوترون آزاد می‌کنند. در حال حاضر، نیرومندترین چشمهٔ نوترونی جهان چشمهٔ نوترونی پاششی در اوک‌ریج، تنسی است و چشمهٔ نوترونی پاششی اروپا در سوئد نیز در حال ساخت است. راکتورهای شکافت زیربحرانی می‌توانند با کمک چشمه‌های پاششی هم برای دگرگونی هسته‌ای (مانند تولید رادیوایزوتوپ‌های پزشکی) و هم برای تولید انرژی استفاده شوند، چون انرژی موردنیاز برای تولید یک نوترون پاششی (حدود ۳۰ MeV) بسیار کم‌تر از انرژی آزادشده از شکافت (حدود ۲۰۰ MeV) است. چشمه‌های نوترونی با لیزر این فناوری نوظهور از لیزرهای پرتوان برای تولید ذرات پرانرژی (مانند پروتون‌ها و دوتریون‌ها) استفاده می‌کند که پس از برخورد با مادهٔ دوم، نوترون منتشر می‌شود. | ## جمع‌بندی | این چشمه‌ها جمع‌وجورترند و توانایی‌هایی مانند تابش‌های کوتاه و درخشش بالا دارند.