Стекло, которое видит тепловые нейтроны экспресс
Нейтроны не оставляют следа в обычном стекле — проходят насквозь, как свет через оконное стекло. Но есть материалы, которые при встрече с частицей вспыхивают слабой вспышкой. Так работает сцинтиллятор — вещество, переводящее невидимое излучение в видимый свет.
Новое прозрачное стекло SG101 как раз из таких. Оно особенно чувствительно к тепловым нейтронам — медленным частицам, которые потеряли энергию и движутся со скоростью молекул воздуха в комнате. В испытаниях с источником нейтронов AmBe стекло ловило эти частицы и выдавало вспышки, которые регистрировала электроника.
Чтобы отличить полезный сигнал от помех, SG101 соединили с органическими сцинтилляторами EJ200 и EJ276. Получилась система, которая раскладывает излучение по полочкам: гамма-лучи, быстрые нейтроны и тепловые нейтроны. Для пары SG101+EJ200 качество разделения гамма-лучей и тепловых нейтронов достигло 3.81 по шкале FOM (чем выше, тем чище разделение). А в связке с EJ276 удалось различить сразу три типа частиц с показателями 3.46 и 2.21.
Дополнительный анализ показал, что события, когда тепловой нейтрон приходит вместе с быстрым или с гамма-квантом, случаются гораздо чаще, чем можно ожидать от случайных совпадений. Это подтверждает: детектор действительно видит связанные физические процессы, а не шум.
Такой материал пригодится там, где нужно точно знать, сколько тепловых нейтронов прилетело и когда. Например, на исследовательских реакторах или в системах контроля ядерных материалов.
Тепловые нейтроны движутся со скоростью около 2,2 км/с — это в сто раз медленнее быстрых нейтронов из ядерной реакции.