¿La gente alguna vez pensó en acelerar los neutrones?

Los neutrones rápidos se producen como producto de la mayoría de las reacciones nucleares.

• En las reacciones de fisión, la energía media de los neutrones liberados es de aproximadamente 2 MeV. Dado que la masa del neutrón es 939 Mev/c ² , su velocidad es 0,065 c.
• En las reacciones de fusión, como la reacción deuterio-tritio, el neutrón obtiene 14 MeV y, por lo tanto, su velocidad es de 0,17 c.

Las energías más grandes se obtienen usando una técnica llamada espalación de neutrones. La idea es acelerar un ion ligero, como un protón o un H ^- , utilizando los métodos convencionales (linac, sincrotrón). El haz acelerado se dirige a un objetivo compuesto por átomos pesados ​​(tungsteno, tantalio, uranio...). Como resultado de la colisión, se crean neutrones de alta energía. Hay varias instalaciones de este tipo en todo el mundo. Por ejemplo, la fuente nacional de espalación en Oak Ridge crea neutrones con velocidades superiores a 0,9 c.

Una vez que tiene neutrones de alta energía, es bastante simple reducir su velocidad. Solo hazlos pasar a través de un medio como el agua o el grafito, llamado moderador. Los neutrones son dispersados ​​por los núcleos del moderador y pierden la mayor parte de su energía.

Algunos enlaces interesantes de Wikipedia: temperatura de neutrones , moderador de neutrones , espalación

De hecho resulta muy útil para generar neutrones fríos , o lentos . Un neutrón que se ha acercado al equilibrio térmico con algún material a temperatura ambiente (energía cinética$E=kT=p^2/2m\approx\frac1{40}\rm\,eV$) tiene una longitud de onda de De Broglie$\lambda = h/p \approx 2\,\text{Å}$que es comparable al espacio interatómico en la mayoría de los materiales. Esto significa que los neutrones sufrirán difracción con materiales ordinarios y son muy útiles para explorar la estructura de los materiales.

De hecho, esto es aproximadamente el 95% del trabajo que se realiza en una fuente de neutrones como el SNS en Oak Ridge. Bosoneando tiene toda la razón en que los neutrones de espalación rápidos son relativistas, pero ningún instrumento en el SNS tiene una visión directa del objetivo de espalación; todos obtienen sus neutrones de varios moderadores a temperatura ambiente o más fríos. Otras fuentes de neutrones (como las de HFIR y NIST) pueden generar tanto neutrones rápidos (pocos MeV) como lentos.

Desacelerar los neutrones es bastante fácil: solo pones cosas frías en su camino.