چون نوترون از نظر بار الکتریکی خنثی است، با آشکار سازهای معمولی آشکار نمی‌شود. برای این منطور از واکنشهای هسته‌ای که ذرات ثانویه باردار تولید می‌کنند، استفاده می‌شود که در انواع آشکار ساز برن ، سنتیلاتور و ... می‌باشند.

دید کلی

از آنجا که نوترون یک ذره خنثی است، با آشکار سازهای معمولی که برای تشعشعات یون‌ساز بکار می‌روند، آشکار نمی‌شود. بنابراین آشکار سازی نوترونها مستقیما با استفاده از واکنشهای هسته‌ای ، که ذرات ثانویه باردار تولید می‌کنند، انجام می‌گیرد. این واکنشها دو نوع هستند: در اولین نوع ذرات هسته‌ای باردار فورا تولید می‌شوند و دومین نوع واکنشهای هسته‌ای ، اساس شاخصهای رادیواکتیو را تشکیل می‌دهند.

آشکار ساز نوترون با واکنشهای (n , alpha)

آشکار ساز برن (Boron counter)

آشکار ساز برن یکی از ساده‌ترین و پراستفاده‌ترین وسیله‌هایی است که برای آشکار سازی نوترون بکار برده می‌شود. این آشکار سازها معمولا شکل آشکار ساز تناسبی را دارند که با گاز تری فلوئورید بور () که دارای بور 10 غنی شده است، پر شده‌اند. تری متیل بور نیز به عنوان گاز مصرفی آزمایش شده است.

آشکار ساز طویل

برای آشکار سازی نوترونهای سریعتر با استفاده از یک آشکار ساز برن ، ابتدا بایستی نوترونها کند شوند. طبق نظریه هانسون (Hanson) و مکیبن (Mckibben) ، بهترین روش و مناسب‌ترین آشکار ساز برای آشکار سازی چنین نوترونهای کندی ، آشکار ساز طویل است. آشکار ساز طویل ، آشکار ساز برنی است که بطور استاندارد در داخل کند کننده پارافین قرار گرفته است. این کند کننده ، آشکار سازی نوترونهای سریع را در یک حد نسبتا زیاد انرژی ، با راندمانی تقریبا مستقل از انرژی میسر می‌سازد.

سنتیلاتورهای برن (Boron scintillators)

عیبهای اساسی آشکار ساز عبارتند از:

راندمان کم در انرژیهای بالای یک الکترون ولت و زمان جداکنندگی نسبتا کوچک.

این عیوب می‌توانند با استفاده از آشکار سازهای سنتیلاتور ، بطور قابل ملاحظه‌ای برطرف شوند. یک نوع از این آشکار ساز ، آشکار ساز فوتونهای گاما با انرژی 478 کیلو الکترون ولت است که در اثر جذب نوترون بوسیله یک صفحه بور 10 (¹⁰B) تولید شده‌اند، توسط یک کریستال NaI (سدیم آیوداین) انجام می‌گیرد. راندمان آشکار ساز صفحه‌ای برن برای فوتونهای گاما با انرژی 478kev در حدود 10 درصد است.

آشکار سازی نوترونهای سریع با استفاده از پروتونهای پس پراکنده شده

اگر یک نوترون با انرژی E به پروتون ساکنی برخورد کند، انرژی جنبشی دریافت شده توسط پروتون برابر خواهد بود با :



که زاویه پراکندگی پروتون و انرژی جنبشی دریافت شده توسط پروتون است. اگر برای یک پراکندگی معلوم ، در یک زمان اندازه گیری شوند، در این صورت انرژی نوترون را می‌توان تعیین کرد. اگر اندازه گیری‌ها فقط به انرژی پروتونهای عقب رانده شده محدود شود، طیف نوترون را با تفکیک انرژی این پروتونها می‌توان تعیین کرد.

(آشکار ساز سنتیلاتور

اگر آشکار سازهای سنتیلاتور پروتون عقب رانده شده ، برای آشکار سازی بکار برده شوند، مقدار راندمان بیشتر و اثرات انتها و دیواره خیلی کوچکتر می‌گردد. بلورهای آلی (آنتراسن و استیل بن) ، سنتیلاتورهای مایع و پلاستیکی برای این منظور مناسب هستند.

علت محافظت آشکار سازها

حساسیت اغلب آشکار سازهای پروتون عقب رانده شده فقط کمی به جهت نوترون تابیده بستگی دارد. برای جلوگیری از شمارش نوترونهای تابیده از پهلو بایستی آشکار ساز محافظت شود.

آشکار ساز شکافتی

در شکافت یک هسته سنگین پاره‌های شکافت دارای انرژی جنبشی در 160Mev هستند. بنابرین ساختن اتاقکهای شکافت برای آشکار سازی نوترون که نسبت به گاما فوق‌العاده حساس نباشد امکان پذیر است. اناقکهای شکافت معمولا با گاز آرگون پر شده‌اند و کار آنها مشابه شرایط کار اتاقک یونیزاسیون می‌باشد. برای بدست آوردن یک طیف ارتفاع پالس مناسب ، مقدار این مواد نباید بیش از 1mgr/cm² باشد، زیرا در غیر اینصورت خود جذبی محصولات فیسیون زیاد می‌شود.

آشکار ساز ³He

یک آشکار ساز متناسب که با گاز ³He پر شده است تحت تشعشع با نوترونهایی با انرژی E ، پالسهایی تولید می‌کند که ارتفاع آنها متناسب با E+Q است. Q=764Kev عبارتست از انرژی واکنش ³He (n,p) ³H.

مباحث مرتبط با عنوان

• آشکارسازی ذرات
• آشکارساز سوسوزن
• آشکارسازهای هسته ای
• آشکارسازی
• آشکارساز نیم رسانا
• آشکارساز تناسبی
• آشکار ساز الکترومغناطیسی
• آشکار ساز گایگر مولر
• آشکارساز گرمایی
• آشکارسازی نوری
• آشکارسازی با فیلم عکاسی
• بمباران نوترونی
• نوترون