Назначение
Понимание нейтронного излучения критически важно для объектов, где работают с ядерными реакциями (реакторы, ускорители, источники калифорния-252), а также в некоторых медицинских установках (бор-нейтронозахватная терапия).
Физическая сущность
Поток нейтральных частиц (нейтронов), которые не имеют заряда, поэтому они легко проникают через электронные оболочки атомов и взаимодействуют в основном с ядрами. Различают быстрые, промежуточные и тепловые нейтроны в зависимости от энергии.
Основные характеристики
- Энергетический диапазон: от 0,025 эВ (тепловые) до 20 МэВ (быстрые).
- Проникающая способность: очень высокая (в бетоне ослабляется медленнее, чем гамма).
- Для замедления и поглощения требуются лёгкие ядра (водород, углерод) и поглотители (бор, кадмий).
- Коэффициент качества для нейтронов - от 5 до 20 (в зависимости от энергии), что выше, чем у фотонов.
Применение в радиационной защите
Защита от нейтронов двухэтапная: сначала замедление быстрых нейтронов в водородсодержащих материалах (вода, парафин, полиэтилен), затем поглощение тепловых нейтронов бором или кадмием. Часто используют борированный полиэтилен. В медицинских ускорителях также применяют слоистые экраны (полиэтилен + свинец).
Методы измерения и контроля
Измеряются с помощью пропорциональных счётчиков (на основе ³He или BF₃), сцинтилляторов (на основе лития), а также дозиметрами с радиационной плёнкой. Из-за сложности метрологии требуется специальная калибровка.
Заключение
Нейтронное излучение - самое трудное для защиты, поскольку требует комбинации различных материалов и учёта вторичного гамма-излучения, возникающего при захвате нейтронов. Его изучение обязательно для ядерных специалистов.
