中性子ビームとは何ですか？

中性子ビームは中性子の流れであり、電荷がない亜原子粒子であり、陽子の核とともに、陽性の陽子とともに、プロトンのみを持つ最も一般的な形態の水素を除くすべての化学元素の核にあります。中性子は核内で安定していますが、遊離中性子はプロトン、電子、および電子抗糖系と呼ばれる別の粒子に崩壊します。孤立した中性子の半減期は10分を少し超えています。つまり、この期間の後、特定のサンプルの中性子の半分が減衰します。遊離中性子は、たとえば核反応器で核核分裂によって生成され、粒子加速器で生成できます。中性子ビームには、材料科学、医学、セキュリティに多くの重要な用途があります。

中性子ビームは通常、中性子発電機を使用して生成されます。これは、重水素またはトリチウムイオンが重水素、トリチウム、またはその両方を含む標的に発射する粒子加速器です。重：トリティUMは、それぞれ1つと2つの中性子を含む水素の同位体です。重水素とトリチウムの融合は、中性子ビームに焦点を合わせることができる中性子を生成します。このタイプの中性子ジェネレーターは、比較的小さく、ポータブルである可能性があります。

ほとんどの形態の放射線は、原子核を囲む電子の雲と相互作用しますが、中性子、電磁放射の形ではなく電気的に中性であり、原子全体に関連して非常に小さい核と相互作用します。したがって、中性子ビームは非常に浸透しており、材料のサンプル内の原子核の位置を示すことができます。 X線とは異なり、中性子ビームは鉛などの重金属に簡単に浸透できますが、水素や炭素などの光要素とも相互作用します。量子理論によれば、すべての亜原子粒子は波として動作する可能性があるため、中性子には波長があります。これにより、中性子ビームが可能になります微調整される;ビームの波長とエネルギーの両方を調整して、特定の材料を検出できます。

中性子ビームの特別な特性は、特にX線が効果的でない状況で使用できる代替イメージング手法として、幅広いアプリケーションを生み出しています。それらを使用して、金属成分の亀裂や空洞の検出など、材料の内部構造を調べ、化合物の原子および分子構造を決定することができます。より軽い要素を検出しながら、より重い要素を通過する能力により、中性子ビームをセキュリティチェックに使用できます。たとえば、隠された爆発物や放射性物質を検出できます。中性子ビームには、重要な医療用途もあります。最も顕著なのは、治療において、何らかの形の癌です。中性子放射線療法は、従来の放射線療法治療に耐性のある腫瘍を破壊する可能性があります。