neutronų fizika

neutrònų fzika, branduolio fizikos šaka, tirianti neutronus, jų savybes, sąveiką su medžiaga (branduolinė reakcija, branduolio dalijimasis, radioaktyvumas), šaltinius, susidarymo mechanizmus, detektavimo bei taikymo galimybes įvairiose srityse. Svarbiausios neutronų fizikos šakos – neutronų optika ir neutronų spektroskopija. Neutronų optika tiria neutronų difrakciją, sklaidą, poliarizaciją, neutronų srauto lūžį ir atspindį dviejų terpių riboje, spektroskopija – neutronų ir atomų branduolių sąveikos procesų energines priklausomybes. Neutronų fizika yra branduolinės energetikos fizikinis pagrindas – pagal neutronų fizikos dėsnius konstruojami branduoliniai reaktoriai, gaminamas branduolinis kuras, apskaičiuojama išsiskirianti energija. Kai kuriomis neutronų sukeltomis reakcijomis gaminami radioaktyvieji izotopai. Neutronų fizikos tyrimų rezultatai naudojami įvairiose mokslo ir technikos tyrimų srityse, pvz., kondensuotajai medžiagai tirti, neutroninėje tomografijoje, sprogmenų, naftos, vandens paieškose, kriminalistikoje (pvz., arseno priemaišoms nustatyti žmogaus plaukuose), geologijoje (radiometrinė diagrafija, neutroniniai drėgmėmačiai), archeologijoje taikant neutroninę radiografiją apskaičiuojamas radinių amžius. Neutronų aktyvacinė analizė taikoma piktybiniams navikams diagnozuoti, neutronų pagavimas boru – vėžio gydymo terapijoje (BNCT – angl. Boron Neutron Capture Therapy of Cancer), kuri grindžiama lėtųjų neutronų sąveika su boru ¹⁰B, kai branduolinės reakcijos metu susidaro alfa dalelės. Ši technologija leidžia apšvitinti vėžines ląsteles mažiausiai paveikiant sveikus audinius.

Neutronų fizikos pradžia 1930, kai W. Bothe ir Herbetas Beckeris apšaudydami berilį alfa dalelėmis pastebėjo labai skvarbių dalelių spinduliuotę, kurių prigimtį 1932 teisingai paaiškino J. Chadwickas. H. Cavendisho laboratorijoje J. Chadwickas kartu su Mauriceʼu Goldhaberiu apskaičiavo neutrono masę ir iškėlė hipotezę, kad jis beta skilimo metu virsta protonu, elektronu ir antineutrinu. 1934 E. Fermi tyrėjų grupė pastebėjo neutronų lėtėjimą medžiagose ir įrodė, kad neutronais apšvitintos medžiagos tampa radioaktyvios. 1934 F. Blochas atrado neutronų poliarizaciją, 1940 kartu su L. W. Alvarezu išmatavo laisvojo neutrono magnetinį momentą. 1936 Hansas Heinrichas von Halbanas ir Peteris Preiswerkas atrado neutronų difrakciją, kurios hipotezę iškėlė Walteris Mauriceʼas Elsasseris, 1938 O. Hahnas ir Friedrichas Wilhelmas Strassmannas – sunkiųjų branduolių dalijimąsi. 1941 italų mokslininkas Bruno Pontecorvo išrado neutronų diagrafiją (karotažą), 1946–48 E. Fermi ir kitais sukūrė neutronografiją, 1948 Hartmutas Kallmanas – neutroninę radiografiją. 1957 R. Hofstadteris tirdamas elektronų tampriąją sklaidą nuo deuteronų gavo neutronų elektromagnetinės sandaros duomenų.

1213