Если об альфа, бета, гамма излучении в результате радиоактивного распада достаточно широко известно, то о нейтронном излучении информации как раз значительно меньше.
Джеймс Чедвик работал над теорией ядерных сил и предположил, что ядро атома состоит из протонов и электронов, а также некоторой неизвестной частицы, которая может передавать силу между протонами. Так ли это на самом деле до сих пор не подтверждено, вследствии лишь косвенных методов регистрации.
Чтобы проверить свою теорию, Чедвик начал экспериментировать с радиоактивными изотопами. Он был первым, кто наблюдал ядерные реакции при бомбардировке ядер атомов литием альфа-частицами.
Еще в 1912 г. ученые отметили, что при облучении легких элементов альфа-частицами возникает очень жесткое проникающее излучение. Это излучение не реагировало на магнитное поле, поэтому его считали гамма-лучами высокой мощности. Наиболее сильным это излучение было при облучении альфа-частицами бериллиевых мишеней, поэтому его назвали «бериллиевое».
Если при обычном радиоактивном распаде гамма-кванты имели энергию порядка единиц МэВ, то мощность квантов бериллиевого излучения была в десятки раз выше, а соотвественно и проникающая способность.
Для того чтобы оценить мощность бериллиевого излучения, на его пути ставилась парафиновая пластина, из которой излучение выбивало протоны, которые в свою очередь оставляли треки в камере Вильсона, и их мощности можно было оценить. То есть косвенными методами, так как я уже не раз говорил о трудностях которые испытывает современная наука при регистрации не электромагнитных излучений.
Дж. Чедвик в 1932 году показал, что бериллиевое излучение представляет собой не безмассовые гамма-кванты, а весьма массивные нейтральные частицы, ионизирующая способность которых зависит от применяемой мишени.
Нейтроны не имеют электрического заряда, т.е. равен нулю. Они не имеют электрического заряда, так как они не содержат внутри себя заряженных частиц и не могут взаимодействовать с электромагнитным полем. Это связано с тем, что нейтрон является элементарной частицей и не имеет внутренней структуры.
Свойства излучения нейтронов включают в себя:
- Высокая проникающая способность: могут проходить через материалы, такие как бетон, сталь и другие металлы, с большой легкостью. Это свойство делает их полезными для обнаружения скрытых объектов или материалов, например, в ядерных исследованиях.
- Отсутствие электромагнитного взаимодействия: это означает, что нейтроны не взаимодействуют с электромагнитным полем, что означает, что они не взаимодействуют со светом или другими электромагнитными волнами.
- Низкая ионизирующая способность: при столкновении с атомами они не вызывают ионизацию или возбуждение атомов. Это делает их менее опасными для живых организмов, чем другие виды излучения.
- Высокая энергия: нейтроны обычно имеют высокую энергию, что делает их полезным инструментом для изучения химических реакций и других процессов в науке и технике.
- Взаимодействие с ядрами: нейтроны взаимодействуют с ядрами атомов, что может привести к различным ядерным реакциям. Например, нейтроны могут вызывать деление ядер, что приводит к выделению большого количества энергии.
Нейтроны распространяются в пространстве со скоростью, близкой к скорости света в вакууме, что делает их полезными для передачи информации на большие расстояния. Предполагалось, что эта особенность позволит создать эффективное оружие в виде нейтронной боибы для уничтожения живой силы противника в бронетехнике и укрытиях. Мощный поток быстрых нейтронов слабее задерживается обычной металлической броней и свободнее проникает сквозь преграды, чем рентгеновское или гамма-излучение.
Это свойство оружия привлекало военных тем, что позволяло сохранить инфраструктуру крупных городов, которая неминуемо бы пострадала при взрыве «классического» ядерного боеприпаса. Испытания показали, что нейтронный боеприпас не так эффективен, как ожидали. Килотонная бомба полностью разрушала строения в радиусе километра от точки взрыва, а из-за облучения быстрыми нейтронами металлические конструкции зданий и броня боевой техники превращались в источники наведенной радиоактивности, причем достаточно долгосрочной. Кроме того, из-за сильного рассеивания нейтронов в атмосфере дальность поражения излучением была невелика в сравнении с дальностью поражения незащищенных целей ударной волной от взрыва обычного ядерного заряда той же мощности.
Так что чудо-оружием нейтронная бомба так и не стала. И СССР, и США довольно быстро разработали средства противодействия ее поражающим факторам. Были созданы новые типы брони, способные защитить технику и экипаж от потока нейтронов. Для этого в броню добавляли листы с высоким содержанием бора, хорошо поглощающего нейтроны. Кроме того, ее состав и сегодня подбирается так, чтобы она не содержала химических элементов, дающих под действием нейтронного облучения сильную наведенную радиоактивность.
С определенного времени ведущие страны вместе с нейтронной бомбой разрабатывали другой вариант подобного оружия – т.н. нейтронную пушку. Эта концепция предусматривает создание генератора быстрых нейтронов, способную излучать их в указанном направлении. В отличие от бомбы, «разбрасывающей» частицы во все стороны, пушка должна была стать оружием избирательного действия.
Несмотря на то, что сами нейтроны не имеют электрического заряда, они могут выбивать электроны в мишени, из определенного материала, с более низких энергетических уровней, а это дает огромный спектр применения нейтронных источников. Физика нейтронного излучения все еще не до конца понимаема в современной науке и таит в себе немало интересных моментов. Разработка же новых источников нейтронного излучения приведет к старым добрым формам, которые были известны за тысячу лет до нас. )))))
Спасибо всем кто смотрит и поддерживает мой канал, ваше внимание бесценно. Поддержать автора канала на чашку кофе и не только, как всегда по этой ссылке.
