В Институте физики высоких энергий (ИФВЭ, г. Протвино) прошел научный семинар, на котором сообщалось о создании прибора для визуализации потока холодных нейтронов. Совместно с японскими специалистами разработан позиционно-чувствительный детектор, позволяющий воочию увидеть поток нейтронов и зарегистрировать профиль пучка.

Основой нового прибора служит кристалл размером 58x58x0,4 мм, представляющий собой пластину сернистого цинка ZnS, легированного серебром и обогащенного литием. При взаимодействии нейтрона с веществом кристалла происходит ядерная реакция с выделением энергии около 5 МэВ, которая преобразуется в световую вспышку. Ее фотоны с длиной волны 430 нм (синий цвет) регистрирует сетка световодов, приклеенных к обеим сторонам кристалла. В световодах спектр излучения смещается в область зеленого цвета (длина волны 500 нм) и поступает на вход 64-канального фотоэлектронного умножителя (ФЭУ), а он вырабатывает электрический сигнал, дающий информацию о месте поглощения нейтрона.

Цепочка преобразований каждого нейтрона приводит к выходу в среднем пяти фотоэлектронов. Точность регистрации нейтрона находится на уровне 0,5 мм и определяется размером шага координатной сетки световодов. В качестве световодов использовались сборки из полистирольного волокна в оболочке с низким показателем преломления. Волокна сечением 0,4x0,4 мм активированы люминесцентной добавкой иттрия и отделены одно от другого пленкой из алюминированного майлара толщиной 50 микрон. Детектор точно регистрирует и место и время поглощения нейтрона одновременно. В приборе использованы ФЭУ с уникальным быстродействием и чрезвычайно малым шумом, способные регистрировать отдельные фотоны.

Прибор проверяли на "тепловых" нейтронах (имеющих энергию, сопоставимую с энергией теплового движения молекул) во французском научном центре им.. Лауэ-Ланжевена в Гренобле. Центр имеет реактор с самым большим потоком нейтронов в мире и проводит разнообразные эксперименты, в том числе с использованием ультрахолодных нейтронов. Гренобль`располагается в предгорьях Альп, неподалеку от Женевы, и между этими городами собираются строить аналог знаменитого американского исследовательского центра "Силиконовая долина".

На семинаре были продемонстрированы снимки, впервые полученные с помощью разработанного прибора, - следы на экране, оставленные потоком нейтронов, прошедшим сквозь отверстия в кадмиевом листе (эффективный поглотитель нейтронов). Свыше века тому назад впервые для просвечивания объектов использовались X-лучи, как тогда называли рентгеновское излучение.

Сейчас создан проекционный аппарат для визуализации потока нейтронов, который может найти широкое применение в дифракционных экспериментах. Устройство можно также использовать в качестве своего рода "течеискателя" для обнаружения нейтронных потоков от реакторов АЭС и других источников, применяемых, например, в медицине.

Прибору до сих пор не придумали названия, и на выбор можно предложить - нейтроно-граф или нейтроноскоп.

№2, 2003