파쇄
Spallation |
| 핵물리학 |
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| 핵·핵자(p, n)·핵물질·핵력·핵구조·핵반응 |
파쇄는 충격이나 응력에 의해 물질(파쇄)의 파편이 몸에서 분출되는 과정입니다.충격 역학의 맥락에서, 그것은 발사체에 의한 충격 동안 표적에서 물질의 방출을 설명한다.행성 물리학에서, 파쇄는 행성 표면에 대한 운석 충돌과 행성 대기와 표면에 대한 항성풍과 우주선의 영향을 설명합니다.광산이나 지질학에서 파쇄는 암석 내부의 응력으로 인해 암석이 부서지는 것을 의미할 수 있다; 그것은 일반적으로 광산 갱도 벽에서 발생한다.인류학에서 파쇄는 화살촉과 같은 석기를 칼로 쳐서 만드는 과정이다.핵물리학에서 파쇄는 무거운 핵이 고에너지 입자에 부딪혀 수많은 핵자를 방출하는 과정이다.산업 프로세스 및 바이오 프로세스에서 연동 펌프 내에서 반복적인 튜브 굴곡으로 인한 튜브 재료의 손실을 파쇄라고 한다.
솔리드 메카니즘
파쇄는 인장 응력파가 물질을 통해 전파될 때 발생할 수 있으며 평판 충격 시험에서 관찰될 수 있다.재료의 국소 인장 강도를 초과하는 응력파의 상호작용에 의해 발생하는 응력에 의한 내부 캐비테이션이 원인이다.플레이트의 프리엔드에 fragment가 여러 개 생성됩니다."스폴"로 알려진 이 조각은 재료에 가해지는 응력파 속도의 3분의 1까지 속도를 낼 수 있는 2차 발사체로 작용합니다.이러한 유형의 장애는 일반적으로 고폭발성 스쿼시 헤드(HESH) 전하의 영향입니다.
레이저 파쇄
레이저 유도 파쇄는 박막과 기판의 접착을 이해하기 위해 개발된 최근 실험 기술입니다.고에너지 펄스 레이저(일반적으로 Nd:YAG)는 자유경계에서의 인장파로서 전파 및 반사되는 압축응력 펄스를 기판에 생성하기 위해 사용된다.이 인장 펄스는 기판을 향해 전파되는 동안 박막을 스폴/필링합니다.고체에서의 파동 전파 이론을 사용하여 계면 강도를 추출할 수 있습니다.이 예에서 생성되는 응력 펄스는 보통 3~8나노초 정도 지속되며 그 크기는 레이저 플루언스의 함수에 따라 달라집니다.이 기술은 부하를 비접촉적으로 적용하기 때문에 초박막(두께 1마이크로미터 이하)을 스폴하는 데 매우 적합합니다.또한 펄스 성형 프리즘을 이용하여 종방향 응력파를 전단 응력으로 모드 변환하여 전단 파쇄를 달성할 수 있다.
핵폭발
핵폭발은 우주선의 영향으로 지구 대기권에서 자연적으로 발생하며 운석이나 달과 같은 우주의 물체 표면에서도 발생한다.우주선 파쇄의 증거('파쇄'라고도 함)는 신체의 외부 표면에서 볼 수 있으며, 노출 시간을 측정할 수 있는 수단을 제공합니다.또한 우주선의 구성 자체는 리튬, 붕소, 베릴륨과 같은 가벼운 원소의 비율이 평균 우주 함량을 초과하기 때문에 지구에 도달하기 전에 파쇄를 겪었음을 나타냅니다; 우주선의 이러한 원소들은 분명히 산소, 질소, 탄소 및 퍼의 파쇄로부터 형성되었습니다.우주광원이나 긴 여행 중에 실리콘을 aps할 수 있습니다.지구에서는 우주선의 충격에 의해 지상 원소가 파괴되어 형성된 알루미늄, 베릴륨, 염소, 요오드, 네온의 우주 생성 동위원소가 검출되었다.
핵 파쇄는 입자 가속기를 사용하여 중성자 빔을 생성하는 과정 중 하나이다.약 1GeV의 양성자로 이루어진 입자 빔을 수은, 탄탈, 납[1], 또는 다른 중금속으로 이루어진 타겟에 발사한다.대상핵은 들뜬 상태이며, 들뜬 상태에서 핵당 20~30개의 중성자가 배출된다.이것은 원자로에서 핵분열의 연쇄 반응보다 중성자 빔을 생산하는 데 훨씬 더 비싼 방법이지만, 상대적으로 쉽게 빔을 펄스를 낼 수 있다는 장점이 있다.게다가 1개의 파쇄 중성자의 에너지 비용은 핵분열을 통해 얻은 중성자의 에너지 비용보다 6배 낮다.핵분열과 대조적으로, 파쇄 중성자는 더 이상의 파쇄 또는 핵분열 과정을 유발하여 더 이상의 중성자를 생성할 수 없다.따라서 연쇄 반응이 없으므로 공정이 중요하지 않습니다.우주광선 파쇄에 대한 [2]관측은 이미 1930년대에 이루어졌지만, 1947년에 입자 가속기에서 처음 관측되었고, "파쇄"라는 용어는 노벨학자 글렌 T에 의해 만들어졌다. 같은 [3]해 시보그.스팔레이션은 향후 연구용 원자로 MIRRHA와 같은 아임계 원자로에서 제안된 중성자 선원으로, 고준위 폐기물을 덜 유해한 물질로 핵을 변환하는 가능성을 조사할 계획이다.임계 바로 아래의 중성자 증배 인자를 갖는 것 외에, 아임계 원자로는 핵분열이 악티니드 원자당 200 MeV를 생성하는 동안 생성된 중성자당 평균 에너지 지출이 약 30 MeV(1GeV 빔) 범위이므로 순 사용 가능 에너지를 생성할 수 있다.분할되어 있습니다.관련된 프로세스의 에너지 효율이 상대적으로 낮더라도 순 가용 에너지는 기존 원자로에서 "연료"로 사용하기에 부적합한 액티니드를 사용할 수 있는 상태에서 생성될 수 있다.
파쇄 중성자 선원에서 중성자 생산
| 중성자를 이용한 과학 |
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| 기초 |
| 중성자 산란 |
| 기타 응용 프로그램 |
| 사회 기반 시설 |
| 중성자 시설 |
일반적으로 분쇄원에서의 중성자 생산은 고출력 양성자 가속기에서 시작된다.가속기는 리낙 전용(유럽 스팔레이션 소스) 또는 리낙과 싱크로트론의 조합(예: ISIS 중성자 소스) 또는 사이클로트론(예: SINQ(PSI))으로 구성될 수 있다. 예를 들어 IS 중성자 선원은 이전의 님로드크로트론의 일부 구성 요소에 기초한다.Nimrod는 입자물리학의 경쟁력이 없었기 때문에 처음에는 원래 주입기를 사용했지만 매우 강력한 펄스 양성자 빔을 생성하는 새로운 싱크로트론으로 대체되었습니다.Nimrod는 7GeV에서 약 2µA를 생성하는 반면 ISIS는 0.8GeV에서 200µA를 생성합니다.이것은 50Hz의 속도로 펄스를 일으키며 이 강한 양성자 빔은 표적에 집중됩니다.열화우라늄 표적에 대한 실험이 이루어졌지만, 이것들은 가장 강한 중성자 빔을 생성하지만, 그것들은 또한 가장 짧은 수명을 가지고 있다.따라서 일반적으로 탄탈 또는 텅스텐 표적을 사용해 왔다.목표물의 파쇄 과정은 초기에 매우 높은 에너지(양성자 에너지의 좋은 부분)에서 중성자를 생성한다.이 중성자들은 액체 수소나 액체 메탄으로 채워진 조절기에서 산란 기구에 필요한 에너지로 느려진다.양성자는 전하를 가지고 있기 때문에 초점이 맞춰질 수 있지만, 무극성 중성자는 초점이 맞춰질 수 없기 때문에, 이 배열에서는 계기는 감속기 주위에 배치된다.
관성 구속 융합은 [4]파쇄보다 더 많은 중성자를 발생시킬 가능성이 있다.이것은 중성자 방사선 촬영에 유용할 수 있다. 중성자 방사선 촬영은 구조에서 수소 원자의 위치를 찾고, 원자 열 운동을 해결하고, X선보다 광자의 집단 들뜸을 더 효과적으로 연구하는데 사용될 수 있다.
「 」를 참조해 주세요.
파쇄 설비
- 건설 중인 유럽 분할 소스, 스웨덴
- IS 중성자 소스(영국 하웰
- J-PARC
- LANCE 로스앨러모스
- PSI 파쇄 중성자원(SINQ), 스위스
- 파쇄 중성자 소스 오크리지(미국)
- 중국 파쇄 중성자원
레퍼런스
- ^ "Spallation Target Paul Scherrer Institut (PSI)". Psi.ch. Retrieved 2015-12-12.
- ^ Rossi, Bruno (1933). "Über die Eigenschaften der durchdringenden Korpuskularstrahlung im Meeresniveau" [About properties of penetrating, corpuscular radiation at sea level]. Zeitschrift für Physik. 82 (3–4): 151–178. Bibcode:1933ZPhy...82..151R. doi:10.1007/BF01341486. S2CID 121427439.
- ^ Krása, Antonín (May 2010). "Neutron Sources for ADS" (PDF). Faculty of Nuclear Sciences and Physical Engineering. Czech Technical University in Prague. S2CID 28796927. Archived from the original (PDF) on 2019-03-03. Retrieved October 20, 2019.
- ^ Taylor, Andrew; Dunne, M; Bennington, S; Ansell, S; Gardner, I; Norreys, P; Broome, T; Findlay, D; Nelmes, R (February 2007). "A Route to the Brightest Possible Neutron Source?". Science. 315 (5815): 1092–1095. Bibcode:2007Sci...315.1092T. doi:10.1126/science.1127185. PMID 17322053. S2CID 42506679.
외부 링크
- 가속기 지식 포털의 파쇄 중성자 선원의 IAEA 데이터베이스
- ISIS 액셀러레이터 등의 설명
- 파쇄 중성자 선원의 기술적 배경.
- ISIS 중성자 및 뮤온 소스에서 스팔레이션이 작동하는 방식
