النيوترونات مفيدة جداً في عمليات سبر المواد ويمكن تكوينها في المفاعلات أو عن طريق المعجلات. وتسمى مصادر النيوترونات الأكثر كثافة المرتكزة على المعجلات بمصادر التشظية وتستخدم عملية ترسل أيونات عالية الطاقة إلى داخل هدف من المعادن الثقيلة. وهي في الوقت الحالي أسطع مصادر النيوترونات في العالم.
إذا كنت ترغب في معرفة المزيد عن عمل الوكالة، اشترك للحصول على نشرة المستجدات الشهرية التي تحتوي على أهمّ أخبارنا ومواد الوسائط المتعدّدة وأكثر من ذلك
مصادر التشظية
وبسبب العديد من الخصائص الجوهرية التي تتمتع بها النيوترونات، فهي أساسية لسبر المواد:
- النيوترونات جسيمات محايدة ومتناثرة من نوى الذرات. وهذا يجعل النيوترونات مسابير أكثر اختراقاً بكثير من الحزم الأيونية أو الأشعة السينية. وإحدى تطبيقات هذا الاختراق هي رسم الخرائط الثلاثية الأبعاد للضغوط داخل أعماق الكائنات الهندسية الكبيرة، مثل كتل المحركات.
- النيوترونات لديها أيضاً درور نووي، مما يجعلها حساسة جداً لموقع وتوجه العزوم المغنطيسية في المواد وسبر الاختيار للعديد من الدراسات المغنطيسية.
- كتلة النيوترون تعني أنه يمكنه نقل العزم والطاقة إلى العينة، مما يجعلها مفيدة جداً لدراسة الاهتزازات الأساسية داخل المواد، وهذا يعطي معلومات عن نقاط القوة في الروابط الكيميائية والتفاعلات المغنطيسية.
ويمكن تكوين النيوترونات عن طريق التفاعلات النووية في المفاعلات والمعجلات. ويتكون مصدر التشظية من معجل ذي طاقة عالية يجلب البروتونات ذات الطاقات التي تزيد عن ٠.٥ غيغا (غيغا إلكترون فلط) إلى هدف معدني ثقيل، مثل الزئبق أو التنغستن. وهذه المعادن "تشظي" نيوترونات طليقة كرد فعل على التأثير. وهي أسطع مصدر للنيوترونات في العالم من أجل البحوث. وبما أن المعجلات يمكن أن تكون نابضة بسهولة، فعادة ما تكون مصادر التشظية مصادر نيوترونية نابضة، خلافاً لمعظم المفاعلات التي تولد النيوترونات باستمرار.
وتدعم الوكالة الدولية للطاقة الذرية، حيثما كان ذلك ملائماً، البلدان في تطوير مصادر نيوترونية (مفاعلات أو معجلات بحوث) وتوفر دوراً تنسيقياً في تطوير التكنولوجيا. وأحد الأمثلة على ذلك هو مشروع لتصميم متقدم لمهدئ بارد. والنيوترونات السريعة المتكونة في أول تفاعل للتشظية أو الانشطار تحمل الكثير من الطاقة لدراسات العديد من المواد، لذا يجب تخفيض طاقتها قبل توجيهها إلى أي من العينات. وعادة ما تكون المهدئات ماء سائل (مصدر حراري) أو سائل مبرد أو مادة صلبة مبردة غنية بالهيدروجين (مصدر بارد). وتدير الوكالة مشروعاً بحثياً منسقاً بشأن تصاميم لمهدئات باردة متقدمة لكل من المفاعلات ومصادر التشظية، وذلك بهدف تحسين تصميمها وأدائها في جميع أنحاء العالم.
وهناك تطبيق مرتقب لمصادر التشظية في المفاعلات الهجينة المستقبلية. ومن شأنه أن يستخدم نيوترونات التشظية غير المبردة لحرق النفايات النووية أو توليد الوقود النووي. ويجري تطوير عدة مشاريع في جميع أنحاء العالم في هذا المجال.
ويمكن الاطلاع على قائمة عالمية بمصادر التشظية على بوابة للمعرفة المتعلقة بالمعجلات تابعة للوكالة.