Внутренние поверхности нейтроноводов покрыты многослойным покрытием, от которых происходит скользящее отражение нейтронов. Для фокусировки используются эллиптические поверхности нейтроноводов.
Оптика именно нейтронная — нейтроноводы разной формы, чопперы, формирующие импульсы нужной длины, затворы, обеспечивающие выдержку (как в фотоаппарате), монохроматоры, избирающие нейтроны одной скорости (=энергии).
У меня есть некий профессиональный интерес к источникам нейтронов, в том числе и на основе процесса скалывания, но пока не было времени подробно в нём разобраться, поэтому был бы рад, если бы вы смогли ответить мне на несколько вопросов:
1. Я так понимаю, высокая энергия протонов необходима для увеличения яркости источника. Какой вид имеет эта зависимость? Насколько сильно проигрывают ускорители с энергией протонов в десятки МэВ и схожей средней мощностью?
2. Чем обусловлен выбор вольфрама в качестве мишени? Если отбросить технологические моменты, есть ли какой-то материал, оптимальный с точки зрения эффективности генерации нейтронов?
3. Каковы размеры замедлителя? Какой в среднем путь необходимо преодолеть сгенерированному нейтрону, чтобы «остыть»?
1. Обычно в литературе говорится о том, что скалывание начинает работать с 100 МэВ, а оптимум по потерям на ионизацию и генерации мюонов лежит в диапазоне 1-2,5 ГэВ. Будет время, поищу статью на этот счет, где-то у меня она была, с точными цифрами и графиками.
2. Тут все не так тривиально. Вот статья, в которой говорится, что традиционные (и не совсем, например эвтектика свинец-золото) жидкометаллические мишени были отвергнуты по радиотоксичности и дороговизне обращения. Радиохимическую практику работы с такими мишенями я с ходу не нашел в статьях (хотя интересно), видимо уж очень узкая тема.
3. Надо понимать, что нейтроны имеют спектр близкий к делительному — с пиком в районе 1-2 МэВ (см ссылку выше). Так что речь идет о единицах сантиметров для термализации. Размер отражателя в ESS — 700 мм над точкой торможения протонов, а замедлителя («бабочки») вообще 350 мм.
Европейский расщепительный источник