6 votos

¿Cuáles son las fuentes más fuertes de colimado neutrones y protones?

Me estoy imaginando un inusual experimento que se requieren intensos haces de protones o neutrones. El experimento que funcionaría mejor con neutrones, pero fuentes de neutrones son mucho más débiles messier, así que estoy considerando. Estoy interesado en las vigas de casi cualquier no-relativista de la energía. No estoy seguro acerca de cómo se centró voy a necesitar de la viga.

Sé que esto es un principiante pregunta, pero ¿cuáles son las opciones básicas aquí para la mayor fuente (medido por neucleons por segundo)?


De neutrones aparentemente provienen de dos fuentes: los reactores y los aceleradores. (Como Sir Patrick Stewert puede dar fe.) En el último caso ("espalación"), un haz de protones es sólo estrelló contra una de heavy metal de destino y los neutrones que vuelan son capturados. Parece que la mayor intensidad de los haces de protones se utilizan a menudo para producir la máxima intensidad de los haces de neutrones de esta manera.

Saclay de Alta Intensidad de Protones Inyector de Proyecto (IPHI): $6 \times 10^{17}$ protones/segundo.

De baja Energía Demostración del Acelerador (LEDA): $6 \times 10^{17}$ protones/segundo.

(Estas de acuerdo con Andre gráfico a continuación muestra de 100 mA. Tenga en cuenta también que el LHC actual es de alrededor de 500 mA, aunque los protones se agrupan en racimos. Y como Andre señalado, el LHC circula la misma protones y por lo tanto no podía proporcionar un continuo 500 mA haz en un destino/experimento que les consumía.)

Fuentes de neutrones, siendo el resultado de fisión o de espalación, son sucios. Todavía no tengo un buen manejo en qué tipo de neutrones intensidades son posibles para qué impulso rangos. El Luján, de la Dispersión de Neutrones en el Centro de LANCE es una fuente de neutrones para muchos experimentos.


En espalación, el número de neutrones producidos por incidente de protones es por lo general en el orden de los 40, pero la fase de distribución del espacio es mucho más amplio que el incidente de protones. (Los haces de protones puede ser directamente enfocado el uso de imanes.) De acuerdo a un CERN informe por Lengeler, reactores normalmente puede producir neutrones térmicos (~0.025 eV) flujos de fin de $10^{14}$ neutrones/cm${}^2$s, mientras que fuentes de espalación puede exceder $10^{17}$/cm${}^2$s.


Es probablemente el mejor, entonces, a pensar de continuo fuentes de neutrones como espacio de la fase densidad limitada, con los números de arriba dando una estimación aproximada de la que se puede alcanzar actualmente densidades.

Al parecer, fuentes de espalación están limitados por la necesidad de disipar el calor desde el incidente de haz de protones. Si los flujos son necesarios sólo brevemente, pulsos de láser puede producir $4 \times 10^{9}$/cm${}^2$ más de un nanosegundo, es decir, una instantánea de flujo de $4 \times 10^{18}$/cm${}^2$s.

Como protones, vale la pena señalar que la alta intensidad de 50 mA viga en el Europeo de la Fuente de Espalación es limitada por el "espacio de efectos de carga a baja energía, por el poder que se puede entregar a la viga en cada una de las cavidades en las medias y altas energías, y por haz de pérdidas".

3voto

Justin Scott Puntos 7630

arxiv:1305.6917 tiene un bonito gráfico de comparación de los diferentes aceleradores de protones con respecto a la intensidad del haz (en milliampere, $6.241\cdot10^{15}$ protones por segundo) frente a la energía del haz (supongo que te refieres a el hombre de partículas de fuentes...):

proton beams comparison

El 590 MeV (energía cinética), 2.2 mA haz de protones en el PSI es operativa, no estoy seguro acerca de la mayor intensidad (pero de baja energía) LEDA y IPHI vigas. También, la gráfica no contiene la propuesta de protones fuente para DAEδALUS.

Algunos de estos haces de protones son también utilizadas (por ejemplo, el PSI viga) para producir neutrones (por ejemplo, utilizando un blanco de espalación). Como los neutrones son neutros, no hay ningún neutrón aceleradores.

i-Ciencias.com

I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.

Powered by:

X