¿Cuál es una buena manera de bloquear los neutrones y cuál es el mecanismo que permite esto? Tengo entendido que el polietileno es algo efectivo. ¿Por qué?
Al ser neutrones a granel, participan solo débilmente en las interacciones electromagnéticas, que es la interacción dominante para las partículas cargadas.
En cambio, la dispersión de neutrones se puede considerar principalmente como una interacción de contacto con los núcleos de los átomos en el camino. Átomos ligeros (y de hidrógeno en particular)
haciéndolos mucho más efectivos para reducir la energía cinética de los neutrones no térmicos por unidad de densidad de masa por área.
Históricamente, las ceras, el agua y los plásticos han sido los materiales preferidos para el blindaje de neutrones, aunque el hormigón o la tierra apisonada son baratos y no demasiado malos.
Una vez que bajan a las energías térmicas, los neutrones obtienen tanta energía cinética como la que pierden en promedio y solo hay que esperar a que se desintegren o se capturen.
Dopar su absorbedor con boro, cloro o incluso gadolinio ayudará a capturar los neutrones termalizados más rápido. El PVC le proporciona el cloro de forma gratuita en su plástico, y el boro se puede agregar fácilmente al hormigón oa una serie de plásticos.
No debe pasarse por alto que se necesita mucho espacio para ralentizar, termalizar y capturar neutrones (esa interacción de contacto significa que atraviesan más material antes de interactuar que las partículas cargadas); especialmente si necesitas conseguirlos todos. Son conocidos por penetrar grandes cantidades de blindaje, y la distancia es uno de tus mejores amigos cuando se trata de blindaje de neutrones.
Dependiendo de la velocidad del neutrón, se pueden combinar diferentes materiales para proteger la radiación de neutrones.
Los diagramas de materiales comunes se pueden encontrar en el Folleto de datos de neutrones de ILL, 4-2.1 (Descargar PDF 9 MB)
La estrategia es usar
dense material => collisions
hydrogen as moderator => makes neutrons slower
absorbers like B,B10,Cd => captures the neutron (slower ones are easy to catch)
lead and heavy concrete => shields gamma rays too
El hidrógeno en el polietileno disminuye la velocidad de los neutrones. El polietileno generalmente se mezcla con boro como en Borotron® .
El boro es un muy buen absorbente de neutrones. Los obturadores en las líneas de haz de neutrones están hechos de carburo de boro con B10.
El cadmio también es un absorbente de neutrones eficiente, pero emite rayos gamma intensivos [Motz, Phys. Rev. B 104, 1353] .
Para ampliar la respuesta de dmckee, el agua es una excelente manera de frenar y bloquear los neutrones. Si está haciendo experimentos caseros con cualquier tipo de radiación, recuerde que el cuerpo humano es principalmente agua y la radiación felizmente descargará energía en USTED. Ten mucho mucho cuidado y protégete. Mejor aún, busque la ayuda de un profesional capacitado o simplemente no lo haga.
mike flynn