Che cos'è un rilevatore di neutroni?

Un rivelatore di neutroni è uno strumento scientifico specializzato progettato, come si potrebbe supporre dal nome, per rilevare i neutroni. I neutroni sono particelle subatomiche che interessano le persone in una serie di rami della fisica, oltre alle persone che lavorano in vari settori legati ai materiali radioattivi. Esistono molti usi per i rivelatori di neutroni, con tali dispositivi che si trovano nei laboratori di fisica di tutto il mondo oltre ad altre impostazioni. Come regola generale, un rivelatore di neutroni efficace è un dispositivo estremamente costoso che è anche molto sensibile, che richiede cure particolari.

Rilevare neutroni liberi può essere piuttosto impegnativo. Non portano una carica elettrica, il che significa che le tecniche di rilevamento utilizzate per altri tipi di particelle subatomiche non saranno efficaci per identificare i neutroni. I neutroni sono anche, come altre particelle subatomiche studiate da ricercatori scientifici, molto piccoli, il che significa che un dispositivo estremamente sensibile deve essere usato per rintracciarli.

Molti rivelatori di neutroni si basano su un rivelatore a scintillazione che risponde ai neutroni che entrano nel dispositivo. Uno scintillatore è un materiale che assorbe energia e la emette come luce; se combinata con un sensore di luce che assorbe la luce e la trasforma in un impulso elettronico, questa reazione può essere analizzata per rivelare informazioni sull'energia originale - in questo caso, i neutroni. È anche possibile utilizzare metodi ottici e utilizzare rilevatori riempiti di gas. Con un rivelatore pieno di gas, il dispositivo non rileva i neutroni stessi, ma piuttosto le reazioni che lasciano dietro di loro. In ogni caso, per registrare e interpretare i risultati è necessario che al dispositivo siano collegati software sofisticati.

Una delle applicazioni più comuni di un rivelatore di neutroni è nella ricerca fisica. I fisici hanno una serie di ragioni per voler rilevare i neutroni, inclusa l'esplorazione delle proprietà fisiche di vari elementi e isotopi. I ricercatori possono utilizzare il rilevamento dei neutroni in combinazione con un'ampia varietà di altre tecniche per raccogliere dati, condurre esperimenti e testare teorie, contribuendo al sempre crescente campo delle conoscenze in fisica.

I rivelatori di neutroni vengono anche utilizzati nella gestione e nel controllo dei reattori nucleari, che utilizzano reazioni nucleari controllate allo scopo di generare energia. Questi dispositivi sono anche utilizzati in ambienti in cui le persone sono preoccupate per la sicurezza dalle radiazioni; i ricercatori hanno anche lavorato allo sviluppo di un rilevatore di neutroni portatile che può essere installato ai confini per rilevare il materiale radioattivo che viene portato nel paese. Questi dispositivi sono anche usati per studiare i raggi cosmici, argomento di intenso interesse tra gli astrofisici, nel qual caso il rivelatore di neutroni può far parte di una serie di sensori e rivelatori che intercetta le informazioni dallo spazio.