Способ получения нейтронов

 

Изобретение относится к радиационной технике и предназначено для получения нейтронов. Цель изобретения - повышение эффективности способа за счет возможности многократного осуществления, регулирования эмиссии нейтронов и отсутствия потерь изотопов водорода. Для осуществления способа на тяжелую воду оказывают физическое воздействие, в частности помещают в криогенную жидкость и выдержива ют в ней до замерзания, или замороженную тяжелую воду выдерживают при комнатной температуре до расплавления. При этом осуществляется фазовый переход и происходит эмиссия нейтронов. 2 з п. ф-лы 1 табп

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕ ННЪФ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4466363/25 (22) 01,08.88 (46) 30.11.91. Бюл. М 44 (71) Институт физики Земли им.О.Ю. Шмидта (72) М.А.Ярославский (53) 539.125.5 (088;8) . (56) Бронштейн В,Л., Чернов А,А. К теории кристаллиэационной разности потенциалов при затвердении слабого раствора электролита. - Препринт ИКАН СССР М 1, 1988.

Клюев В.В. и др. О высокоэнергетических процессах при разрушении твердых тел. — Письма в ЖТФ, т.12, вып.21, 1986, с.1333 — 1337. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НЕЙТРОНОВ

Изобретение относится к радиационной технике, предназначено для получения нейтронов и может быть использовано в медицине.

Цель изобретения — повышение эффективности способа за счет возможности многократного осуществления, регулирования эмиссии нейтронов и отсутствия потерь изо-ono8 водорода.

Сущность способа состоит в следующем, Возможны различные нетепловые механизмы концентрации энергии при деформациях и разрушениях в твердом теле, приводящие к эмиссии быстрых (до десятков сотен кэВ) заряженных частиц и рентгеновского излучения. При быстром замораживании тяжелой и/или сверх тяжелой воды возникают высокие механические напряжения и большие

„,5U,„, 1695396 Al (51)5 G 21 G 4/02 (57) Изобретение относится к радиационной технике и предназначено для получения нейтронов. Цель изобретения — повышение эффективности способа за счет возможности многократного осуществления, регулирования эмиссии нейтронов и отсутствия потерь изотопов водорода. Для осуществления способа на тяжелую воду оказывают физическое воздействие, в частности помещают в криогенную жидкость и выдерживают в ней до замерзания, или замороженную тяжелую воду выдерживают при комнатной температуре до расплавления, При этом осуществляется фазовый переход и происходит эмиссия нейтронов, 2 з,п, ф-лы, 1 табл, электрические поля как в результате пьезоэффекта и образования трещин, так и в ходе движения границ раздела фаз. В этих электрических полях ускоряются ядра тяжелых изотопов водорода и при соударении с аналогичными ядрами в них активируются ядерные реакции, например Д вЂ” Д реакция, Д-Т реакция. Ускорение ядер изтопов водорода происходит нетепловым путем, за счет коллективных эффектов в конденсированном теле, например, трещинообразования, Заметный выход нейтронов обеспечивается за счет высокой начальной плотности вещества и высокой энергии соударяющихся ядер. Быстрое замораживание тяжелой и/или сверхтяжелой воды от комнатных температур до криогенных обеспечивается погружением смеси тяжелой и/или сверхтяжелой воды с добавками в жидкий азот, При этом происходит эмиссия нейтронов.

1695396

При извлечении льда из жидкого азота и отогреве его происходят эмиссионные процессы, связанные с подъемом температуры, фазовыми переходами и релаксацией запасенной в веществе электрической и механи- 5 ческой энергии. Процедура может быть повторена неоднократно, при этом эмиссия нейтронов з промежутках между циклами будет отсутствовать, Наблюдения эффекта позволяют пред- 10 положить существенну:о роль электриче.,ских полей, возникающих в процессе фазового перехода жидкость — твердое тело. Физическая сущность этого механизма заключается в том, что при движечии фрон- 15 та кристаллизации за счет различия коэффициентов за" âàòà разных примесных ионов в среде возникает градиент электрического потенциала, величина которого определяется кинетикой кристаллизации и составом 20

; среды. Время релаксации электрического поля при этом может быть достаточно боль. шим (часы и более), зависит от физико-хими ческих условий в среде и управляется, изменением температуры. В этом электри- 25 ческсм поле и происходит ускорение ядер изотопов водорода, Оценки показывают возможность ускорения до энергии в десятки кэВ. Напряженность электрического поля, возникающего при кристаллизации 30 льда, определяется видами концентраций примесных ионов и темпом охлаждения (скоростью движения фронта кристаллизац ии).

В таблице приведены некоторые ионы с 35 большим коэффициентом захвата (К), Г

Ви ионов

К

Определенное значение К влияет на эффект количественно и относится к оптимизации процесса.

Способ реализуют следующим обра- 50

30t4.

Ампулу с жидкой двуокисью дейтерия помещают в сосуд с жидким азотом. При этом происходит излучение нейтронов, интенсивность потока которых регистрирует- 55 ся блоком счетчиков. Затем ампула извлекается из сосуда с жидким азотом и отогревается на воздухе, двуокись дейтерия . расплавляется. При этом также регистрируется эмиссия нейтронов.

Пример, Жидкую двуокись дейтерия перед заполнением ампулы выдерживают в контакте с писчим мелом. Тяжелую воду массой около 7 г помещают при комнатной температуре в алюминиевую цилиндрическую емкость внутренним диаметром 22 мм, высотой 70 мм и толщиной стенок 0,2 мм, Емкость неплотно закрывают сверху полиэтиленовой пробкой, после чего укаэанную емкость быстро (- 0,5 с) погружают в жидкий азот, находящийся в сосуде Дьюара и кипящий при атмосферном давлении, B течение времени порядка десятков секунд регистрируют эмиссию нейтронов, значительно превышающую фон. Контрольный эксперимент повторяет основной с заменой тяжелой воды на обычную, при этом эмиссии нейтронов, превышающих естественный фон, не обнаружено.

Композиция изотопов, излучающая нейтроны при фазовых переходах и изменениях температуры, может содержать не только дейтерий, но и другие изотопы, например тритий и т,п. Доли тяжелой и сверхтяжелой воды в смеси могут быть различными. Способ опробован на чистой тяжелой воде, но следует ожидать, исходя из данных о сечениях реакций, максимального выхода нейтронов при равных долях тяжелой и сверхтяжелой воды в композиции, Аналогичные источники можно изготавливать из комбинаций изотопов, излучающих другие виды радиоактивности (а,g,у) при фазовых переходах.

Другие типы радиоактивности при фазовых переходах могут инициироваться при соударении других ядер, не обязательно изотопов водорода, ускоренных в электрических полях, возникающих в связи с фазовыми переходами. Существуют изотопы с достаточно низкой энергией возбуждения.

Таким образом, изобретение обеспечивает воэможность инициирования процессов, приводящих к эмиссии нейтронов в ходе фазовых переходов, и регулирования потоков. нейтронов, Формула изобретения

1. Способ получения нейтронов, включающий физическое воздействие на тяжелую воду, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности способа за счет возможности многократного осуществления, регулирования эмиссии нейтронов и отсутствия потерь изотопов водорода, физическое воздействие оказывают путем осуществления фазового перехода, при этом в тяжелую воду вводят добавки, являющиеся электронными.акцепторами в концентрации, достаточной для активации процесса фазового перехода, 1695396

Составитель В.Простакова

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор О.Кравцова

Редактор А.Лежнина

За 3 4167 аказ Тираж Подписное .

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН С и ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

П оизводственно-издательский комбинат Патент, r. Ужгород, у, р

Н Н / л,Гага ина, 101 р

2. Способ по п1. отл и ч а ю щи и с я тем, что для осуществления фазового перехода тяжелую воду помещают в криогенную жидкость и выдерживают в ней до замерзания, 3, Способ по п.1, отличающийся тем, что для осуществления фазового перехода замороженную тяжелую воду выдер.живают при комнатной температуре до

5 расплавления.