به تازگی منبع جدیدی بر اساس برخورد لیزر به یک هدف٬ برای تولید نوترونهای پر انرژی ساخته شده است. از مهمتری ویژگیهای این منبع٬ کم حجم بون آن نسبت به منابع معمولی است.
نوترونهای پر انرژی ابزاری مهم برای مطالعه خواص مواد در اختیار ما میگذارند. بیشترین منابع پر فعالیت تولید نوترون رآکتورهای شکافت هستهای و شتابدهندههای ذرات هستند، اما هزینه ساخت این منابع بالا است و گروههای پژوهشی رقابتی شدید برای دستیابی به این منابع دارند. جایگزین ارزانتر و قابل حملتر٬ نوترونها را از برهمکنش پالس پرانرژی لیزر با یک هدف جامد تولید میکند. پژوهشگران در آزمایشگاه ملی لوس آلاموس در نیومکزیکو نخستین پرتونگاری را با منبع نوترون-لیزر ثبت کردهاند. این پرتونگار نشانهی اصلی برای آمادگی استفاده از این منبع در آزمایشگاههای دانشگاهها است.

Courtesy M. Roth/Technical University of Darmstadt
مارکوس روت، از دانشگاه صنعتی دارمستاد آلمان و همکارانش با استفاده از لیزر 200 تراواتی لوس آلاموس، TRIDENT، نوترونها را در فرایندی دو مرحله ای تولید کردند. پالسهای لیزری کوتاه به هدف نازک پلاستیکی غنی شده با دوتریوم برخورد میکنند. این پالسها الکترونهای با سرعت به حد کافی بالا را شتاب میدهند که این الکترونها باعث شکسته شدن جریان دوترونها میشوند. دوترونها مسافت 5 میلیمتری را به سمت یک میله محکم از جنس بریلیوم طی میکنند، این میله میتواند واکنشهای هستهای که عامل تولید نوترونها است را تحمل کند. این منبع به اندازهای کافی کوچک است به طوری که در یک چمدان جا میشود، همچنین این منبع با یک لیزر قوی همراه است که قابل تنظیم بر روی میز آزمایشگاه است.
در منبعهای پیشین٬ نوترونها به صورت یک ابر کروی خارج میشدند، این در حالی است که اگر نوترونها در پرتوهایی که جهت آن به سمت جلو است جمع شوند٬ مفیدتر اند. پژوهشها نشان دادهاند که هدف پلاستیکی که در حد 200 تا 400 نانومتر باریک میشود٬ میتواند پرتوی جهتدهی شدهای تولید کند. برای آزمایش این موضوع آنها تصویرهایی از اجسام پلاستیکی و فلزی که در مقابل پرتو نوترون قرار دارند ثبت کردهاند. این تصاویر از ثبت سایههای این اجسام در رآکتورها بهدست میآیند. منابع لیزری که نوترونهای کمتری نسبت به منابع معمول تولید میکنند همچنان باید جایگاه خودشان را در کاربردها پیدا کنند، اما روت و همکارانش میگویند که هردو آزمایش سنسورهای نوترونی و مطالعه آسیب پرتوی نوترونی در ماده امکانپذیر است.
منبع
http://physics.aps.org/synopsis-for/10.1103/PhysRevLett.110.044802
مرجع
http://prl.aps.org/abstract/PRL/v110/i4/e044802
نویسنده خبر: حامد قائمی