중성자 하우처

중성자 하우처(Neutron Howitzer)는 중성자를 단방향으로 방출하는 중성자 소스다. 베릴륨 핵을 타격하는 알파 방사선이 중성자를 방출한다는 사실이 1930년대에 발견되었다. 알파의 고속은 베릴륨핵의 비교적 낮은 쿨롱 장벽을 극복하기에 충분하며, 이는 양성자가 4개밖에 되지 않는 핵의 양전하로 인한 반발력으로서 두 입자의 융합을 가능하게 하여 에너지 중성자를 방출한다.

1930년 독일의 발터 보테와 허버트 베커는 베릴륨, 붕소, 리튬과 같은 광원소를 타격하는 알파 입자가 처음에는 어떤 감마선보다 침투성이 높았지만 감마선으로 여겨지는 고도로 침투하는 방사선을 방출할 것이라는 것을 발견했다. 다음으로 중요한 기여는 1932년 파리에서 Irenne Joliot-Curie와 Frédéric Joliot에 의해 보고되었는데, 그는 만약 이 알려지지 않은 방사선이 파라핀 왁스나 다른 수소 함유 화합물에 떨어지면 매우 높은 에너지의 양성자를 배출한다는 것을 보여주었다. 마침내 1932년 영국의 물리학자 제임스 채드윅은 감마선 가설을 지지할 수 없다는 것을 증명하는 일련의 실험을 수행했고, 새로운 방사선은 대략 양성자 질량의 무충전 입자로 구성되었다고 제안했다. 그는 이것을 검증하기 위해 일련의 실험을 수행했고, 이 충전되지 않은 입자들은 결국 "중성자"라고 불렸고, 채드윅은 이 발견의 공로를 인정받았다.

알파 방출 방사성 동위원소는 충분하지만, 일반적으로 높은 특정 활동 알파 방출자를 선택한다. 역사적으로 라듐(Ra-226)과 같은 다양한 동위원소가 사용되었지만, 현대에 들어서면 황반동위원소 Am-241과 Pu-239는 암베 레스프에서 거의 독점적으로 사용된다. PuBe 중성자 소스.^[1] 알파 입자는 물질을 통해 매우 짧은 범위를 가지며, 충분히 멀리 떨어져 있으면 반응을 막는 에너지를 잃기 때문에 알파 입자와 베릴륨 입자가 밀접하게 접촉할 때 높은 비율의 알파-배릴륨 핵이 보장되도록 알파 방출체와 베릴륨을 분쇄하고 밀접하게 혼합한다. 그리고 나서 이 물질 혼합물은 방사선 차폐가 있는 적절한 운반선에 포장되며, 한쪽 끝이 열려 중성자가 오픈 엔드 방향으로 발사될 수 있게 되어, 따라서 하우처처럼 작용한다.^[2][3][4]

중성자 하우저는 1938년 오토 한, 프리츠 스트라스만, 리즈 메이트너에 의해 초우라늄 핵에 중성자를 투하하기 위해 사용되었다. 놀랍게도, 그들은 바륨 잔류물을 발견했는데, 이것은 그들이 대신 우라늄 핵들을 핵분열시켰다는 명백한 증거다. 이 발견은 1942년에 최초의 원자로를 개발했고, 결국 1945년에 핵무기를 개발하게 되었다.

참조