Haubica neutronowa

Haubica neutronowa to źródło neutronów , które emituje neutrony w jednym kierunku. W latach trzydziestych XX wieku odkryto, że promieniowanie alfa padające na jądro berylu uwalnia neutrony . Wysoka prędkość alfa jest wystarczająca do pokonania stosunkowo niskiej kulombowskiej jądra berylu, siły odpychającej wynikającej z dodatniego ładunku jądra, które zawiera tylko cztery protony, co pozwala na fuzję dwóch cząstek, uwalniając energetyczne neutrony.

W 1930 roku Walther Bothe i Herbert Becker w Niemczech odkryli, że cząstki alfa uderzające w lekkie pierwiastki, takie jak beryl , bor lub lit , uwalniają wysoce przenikliwe promieniowanie, początkowo uważane za promieniowanie gamma , chociaż było ono bardziej przenikliwe niż jakiekolwiek znane promieniowanie gamma. Kolejny ważny wkład został opisany w 1932 roku przez Irène Joliot-Curie i Frédéric Joliot w Paryżu , którzy wykazali, że gdyby to nieznane promieniowanie padło na wosk parafinowy lub jakikolwiek inny związek zawierający wodór wyrzucał protony o bardzo wysokiej energii. Wreszcie w 1932 roku fizyk James Chadwick w Anglii przeprowadził serię eksperymentów wykazujących, że hipoteza promieniowania gamma jest nie do utrzymania i zasugerował, że nowe promieniowanie składa się z nienaładowanych cząstek o masie w przybliżeniu protonu. Przeprowadził serię eksperymentów, aby to zweryfikować, te nienaładowane cząstki zostały ostatecznie nazwane „neutronami”, a Chadwickowi przypisuje się to odkrycie.

radioizotop emitujący promieniowanie alfa , ale zwykle wybiera się emiter alfa o wysokiej aktywności właściwej . Historycznie używano różnych izotopów, takich jak rad ( Ra-226 ), ale w czasach współczesnych izotopy transuranowe Am-241 i Pu-239 są prawie wyłącznie używane w AmBe wzgl. źródła neutronów PuBe. Emiter alfa i beryl są sproszkowane i mieszane razem w bliskim kontakcie, aby zapewnić wysoki procent jąder alfa-emitera i berylu w bliskim kontakcie, ponieważ cząstka alfa ma bardzo krótki zasięg przez materiał i straciłaby energię, zapobiegając reakcji, gdyby wystarczająco daleko. Ta mieszanina materiałów jest następnie pakowana do odpowiedniego nośnika z osłoną przed promieniowaniem , z jednym końcem otwartym, aby umożliwić wystrzelenie neutronów w kierunku otwartego końca, działając w ten sposób jak haubica .

Haubice neutronowe były używane przez Otto Hahna , Fritza Strassmana i Lise Meitner w 1938 roku do bombardowania jąder uranu neutronami w nadziei na wytworzenie pierwiastków transuranowych . Ku ich zaskoczeniu znaleźli baru , co było wyraźnym dowodem na to, że zamiast tego rozszczepili jądra uranu. Odkrycie to doprowadziło do opracowania pierwszego reaktora jądrowego w 1942 r., a ostatecznie broni jądrowej w 1945 r.