중성자 빔이란?

중성자 빔은 중성자 스트림으로, 전하가없는 아 원자 입자이며 양성자 만있는 가장 일반적인 형태의 수소를 제외한 모든 화학 원소의 핵에서 전하를 띤 양성자와 함께 발견됩니다. 중성자는 핵에서 안정적이지만, 자유 중성자는 양성자, 전자 및 전자 항이 질소라고하는 다른 입자로 붕괴합니다. 분리 된 중성자는 반감기가 10 분보다 약간 짧습니다. 즉,이 기간이 지나면 주어진 샘플에서 중성자의 절반이 붕괴됩니다. 자유 중성자는 예를 들어 원자로에서 핵분열에 의해 생성되며 입자 가속기에서 생성 될 수 있습니다. 중성자 빔은 재료 과학, 의학 및 보안에 많은 중요한 응용 분야가 있습니다.

중성자 빔은 일반적으로 중수소 생성기를 사용하여 생성되는데, 중성자 생성기는 중수소 또는 삼중 수소 이온을 중수소, 삼중 수소 또는 둘 다를 포함하는 대상으로 발사하는 입자 가속기입니다. 중수소와 삼중 수소는 각각 하나와 두 개의 중성자를 포함하는 수소의 동위 원소입니다. 중수소와 삼중 수소의 융합은 중성자 빔에 초점을 맞출 수있는 중성자를 생성합니다. 이 유형의 중성자 발생기는 상대적으로 작고 휴대가 가능합니다.

대부분의 방사선은 원자핵을 둘러싸고있는 전자의 구름과 상호 작용하지만 전자기 복사의 형태가 아닌 전기적으로 중성 인 중성자는 핵과 만 상호 작용하며, 이는 전체 원자와 관련하여 매우 작습니다. 따라서 중성자 빔은 매우 침투하여 재료 샘플 내에서 원자핵의 위치를 ​​보여줄 수 있습니다. X 선과 달리 중성자 빔은 납과 같은 중금속에 쉽게 침투 할 수 있지만 수소 및 탄소와 같은 가벼운 요소와 상호 작용할 수 있습니다. 양자 이론에 따르면, 모든 아 원자 입자는 파동으로 작동 할 수 있으므로 중성자는 파장을 갖습니다. 이를 통해 중성자 빔을 미세 조정할 수 있습니다. 빔의 파장과 에너지는 특정 재료를 감지하도록 조정될 수 있습니다.

중성자 빔의 특수 특성으로 인해 특히 X- 레이가 효과적이지 않은 상황에서 사용할 수있는 대체 이미징 기술로 광범위한 응용 분야가 생겨났습니다. 금속 성분의 균열 및 공동을 감지하는 등 재료의 내부 구조를 검사하고 화합물의 원자 및 분자 구조를 결정하는 데 사용할 수 있습니다. 더 가벼운 구성 요소를 감지하고 더 무거운 구성 요소를 통과 할 수 있으므로 중성자 빔을 보안 검사에 사용할 수 있습니다. 예를 들어 은폐 된 폭발물이나 방사성 물질을 탐지 할 수 있습니다. 중성자 빔은 또한 중요한 의료 응용 분야를 가지고 있으며, 특히 일부 형태의 암 치료에 특히 중요합니다. 중성자 방사선 요법은 기존의 방사선 요법 치료에 내성이있는 종양을 파괴 할 수 있습니다.