Tiempo de activación de neutrones para boro, plata y posiblemente otros materiales

La "activación" en el negocio de los neutrones se refiere a la transmutación de isótopos estables en isótopos inestables mediante la captura de neutrones, como$\rm^{27}Al + n \to {}^{28}Al + \text{photons}$, o a otros procesos de intercambio de nucleones como$\rm^{14}N + n \to {}^{14}C + p$. Algún tiempo después, el isótopo inestable emite radiactividad beta detectable (y posiblemente gamma). La actividad inducida depende de manera complicada de la exposición a los neutrones.

Sin embargo, si tiene una fuente de neutrones con un flujo de neutrones, espectro y geometría dados, la actividad de su material objetivo eventualmente entrará en equilibrio secular . La cantidad de tiempo requerida es "unas pocas vidas medias" para el isótopo inestable.

En su experimento de boro-indio, parece que está usando un revestimiento cargado con boro (¿quizás plástico dopado con boro? El boro puro no es fácil de mecanizar) como escudo para mantener los neutrones fuera de la habitación mientras activa el indio. El boro es un escudo para los neutrones porque es un absorbente fuerte que no se activa; B-11 básicamente ignora los neutrones, y la fragmentación$\rm^{10}B + n \to {}^4He + {}^7Li$a veces emite un rayo gamma suave pero no tiene ninguna actividad retardada de productos secundarios inestables. Sin embargo, los neutrones en el indio capturarán principalmente a través de

$$\rm^{115}In + n \to {}^{116}In + \text{photons}.$$ El indio-116 tiene un isómero con espín $5^+$y una vida media de 54 minutos; después de dos horas de exposición, este isómero habrá recorrido el 80% del camino hacia su equilibrio secular.

Para plata en agua no veo una respuesta inmediata. El agua no se activa debido a la exposición a los neutrones (todos los neutrones se dedican a producir deuterio, que es estable). Silver-107 y -109 comparten la captura de neutrones casi por igual, pero las vidas útiles relevantes en los sistemas de masa 108 y -110 son inferiores a cinco minutos o superiores a 200 días. Sin embargo, la plata metálica pura no se disuelve en agua. Predigo que está disolviendo yoduro de plata, ya que el yodo-128 tiene una vida media de 25 minutos y eso es nuevamente aproximadamente la mitad de su "tiempo de activación". También podría ser bromuro de plata (Br-80 18 minutos, Br-82 y Br-82m tiempos de decaimiento menos convenientes pero una sección transversal de captura de neutrones muy pequeña para Br-81).

Si está colocando neutrones térmicos en yoduro de plata (o, para el caso, bromuro de plata), aproximadamente el 90% de la captura de neutrones estará en la plata. Después de quitar el material de la fuente de neutrones, su curva de decaimiento tendrá un componente de 25s de plata-110, un componente más pequeño de 2,5m de plata-108 y un componente de 25m de yodo.

Mi fuente de vidas medias y secciones transversales es el Centro Nacional de Datos Nucleares .