Представлено результати вимірів вмісту фотонейтронів у пучку гальмівного випромінювання мікротрона М-30, утворених внаслідок взаємодії прискорених електронів з танталовою мішенню. Для визначення вмісту фотонів, теплових і швидких нейтронів застосовано активаційні детектори з алюмінію, а також оксидів ванадію та мангану.Ключові слова: мікротрон, танталова мішень, гальмівне випромінювання, високоенергетичні фотони, фотонейтрони, теплові та швидкі нейтрони, активаційні детектори, гамма-спектрометрія.
ВступПри дослідженні характеристик фотоядерних реакцій [1] та їх практичному використанні, зокрема, при виробництві радіоізотопів, контролі ядерних матеріалів, трансмутації відпрацьованого ядерного палива тощо [2-4] широко застосовують пучки гальмівного випромінювання електронних прискорювачів.Гальмівне випромінювання одночас-но містить високоенергетичні гамма-кван-ти і фотонейтрони (теплові та швидкі) [5], розділити які практично неможливо. Ха-рактерною особливістю таких пучків є різке переважання в них гамма-квантів.Електронний прискорювач з енергією до 30 МеВ, яка перевищує значення критичної енергії при гальмуванні електронів у важких металах та енергію максимуму гігантського резонансу у перерізах фотоядерних реакцій, являє собою універсальне джерело випроміню-вання: первинного -електронного, вторин-ного -гальмівного і нейтронного. Нейтро-ни виникають у процесі перетворення e→ γ→ n.При взаємодії електронів з енергією від одиниць до десятків МеВ з металічною мішенню окрім утворення гальмівного випромінювання відбуваються ядерні реакції типу (e,e′n)-, (γ,n)-(γ,2n)-, (γ,3n)-, (γ,p+n). Переріз електрон-ядерної реакції у сотні разів менший від перерізу фоторозщеплення. Основний внесок у вихід нейтронів в даній енергетичній області дає (γ,n)-реакція. Вихід нейтронів за рахунок (γ,2n)-, (γ,3n)-, (γ,p+n)-та інших реакцій менш імовірний, оскільки вони можуть відбуватися при енергіях, які у 2-3 рази перевищують енергію зв'язку нейтронів [6]. У випадку легких ядер зі значною енергією зв'язку реакціями множинного утворення частинок можна знехтувати. Для середніх ядер вихід нейтронів за рахунок вищезгаданих реакцій не перевищує декількох процентів. Однак у випадку важких ядер, для яких енергія зв'язку мала, внесок у вихід нейтронів (наприклад, для (γ,2n)-реакції) може становити до 30 %.Вихід нейтронів визначається потоком гальмівного випромінювання та сумарним перерізом реакцій, що призво-дить до вильоту нейтронів. Ці величини, а, отже, і кількість нейтронів, утворених в мішені на один електрон, що падає, залежать від енергії електрона, матеріалу, товщини і конструкції мішені.
