【實驗室的長凳上中, 子】

明道

【實驗室的長凳上中, 子】

 

 

明亮的閃爍

新的高能中子緊湊高流量來源已建成由德國和美國的物理學家。

新的基於鐳射設備有可能更便宜，比當前使用的物理學家和其他科學家的大型中子設施更方便。

兩位發明者說源可以安置在大學實驗室和也可能用來識別非法核材料。

中子是科學家在許多領域，使他們能夠探頭的結構和動態的一系列材料的寶貴工具。

今天中, 子科學的主要缺點是強的中子束必須生產的核反應爐或專用的加速器設施 — — 使基於鐳射的表頂部源非常有吸引力。

低通量

基於鐳射來源涉及到創建非常簡短的高能電磁輻射脈衝的電離小的固體靶，然後到後面的目標，所以創建一個非常強的電場，反過來加速離子推進的解放區的電子。

離子 — — 通常是 deuterons，其中包括一個質子和一個中子 — — 然後刺激中第二個目標，產生中子的核反應。

儘管十年的研究，但是，由此產生的中子通量有仍然很低。

這主要是因為被控等水蒸汽分子污染靶心圖表面和影響離子加速。

在 2006 年林賢和布賴恩 · 奧爾布賴特在美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室表明如何可能會解決此問題。

他們用電腦類比顯示強雷射光束可以穿透薄固體靶。

通常一個固體的物件是不透明的因為，其組成的電子振動的頻率超過了與傳入的光源。

但賢和奧爾布賴特計算非常強雷射光束應能夠提升到這種程度上其相對論性的品質大大降低了電子的頻率到下面的紅外鐳射在等離子體中電子的速度。

突圍加力燃燒室

賢和奧爾布賴特命名此效果"鐳射突圍加力"因為"打出去"到目標的另一邊，雷射光束將重振電子，失去了能量在加速離子，所以允許那些為了達到更高能量的離子。

梁會還與交互整個目標，而不是只是表面上看，意思很多更多 deuterons，將會加速，原子如此增加中子通量。

這項計畫已現在被放到實踐由技術合作大學達姆施塔特和同事的馬庫斯 · 羅斯在洛斯阿拉莫斯和桑迪亞國家實驗室。

羅斯的團隊直接從美國洛斯阿拉莫斯三叉戟鐳射摻雜氘原子與一個 400 毫微米厚塑膠目標極其強大的功能和定義好脈衝。

這被定位在由鈹次要目標只是 5 毫米。

即使脈衝傳遞不到四分之一的受雇在以前的實驗中的能量，他們產生中子的龍馬近 10 倍 — — 最多到 150 MeV — — 和幾乎也多 10 倍。

此外，很多這些中子散發了前進的方向，研究人員到某一特定種類的核反應，分手的 deuterons 屬性。

第一次射線照相

羅斯的組還了使用鐳射驅動的中子束，通過放置一系列鎢、 鋼鐵和塑膠物件中子源和被連結到一台 CCD 觀景窗閃爍光纖陣列之間的第一次射線照相。

希望這將使中子科學對可用許多大學學生

技術合作大學達姆施塔特馬庫斯 · 羅斯羅斯說雖然他組設備產生少量中的子比反應堆或加速器做，但它包中子入極短脈衝 — — 每個持久的幾個 10-十億分之一秒。

這一點，他解釋說，使它適合需要高的時間解析度，如核反應爐中子損傷的泵浦-探測調查或監測類比行星內核內部條件的應用程式。

他宣稱，一旦商業化，整個設備將適合在實驗室的長凳上，只有目標將需要遮罩。

作為一位大學教授對我來說真的很酷的事是我們用一種鐳射，替換加速器幾百米長的"他說。

希望這將向中子科學提供許多大學學生。

集團現在將工作縫紉設備的能量譜 — — 低能量的中子被用於研究物質在極端條件下，例如，而檢驗的容器內的敏感材料，需要高能量。

它是為此反恐應用程式該設備可以找到第一個客戶。

我們已經開始網路與美國實驗室和大學開發一個系統，可以在未來的五到六年之內商業上出售，他解釋道。

刺激重複率

鐳射驅動的中子的在美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的專家斯科特 · 威爾克斯指出，非鐳射根據來源小得可以放在手提箱裡可以生成的中子，可比較的數位，但他說，在一個時間間隔以秒和衡量很多低能量的中子。

這使得它們在成像非常短命現象不太好。

威爾克斯補充說，將下一步，來增加鐳射的重複率，其中，他預測，將是不小的壯舉，但，給定的雷射技術迅速發展，不可避免的。

該設備很可能有其局限性，告誡在英國哈德斯菲爾德大學的鮑勃 · 齊溫斯基。

他同意可為需要單射中子的核材料監測或輻射損傷的研究，如應用程式非常有用，不可能，會如果其平均時間為助焊劑，可不夠高，適合於核廢料嬗變。

然而，齊溫斯基認為平均流量將太低，無法更換反應堆和加速器的中子散射的常規應用。

這項研究發表在物理評論快報.

關於作者

愛德溫 · 卡特是一個設在羅馬的科學作家

 

引用：http://physicsworld.com/cws/article/news/2013/jan/30/neutrons-on-a-lab-bench