Лос Аламос-оос гаргасан нисэх онгоцонд суурилуулсан дулааны нейтроныг илрүүлдэг шинэ технологи

Лос Аламосийн Үндэсний Лабротори болон Хонейвеллээс хамтран гаргасан шинэ технологи нь нисэх хүчний салбарыг агаар мандлын орчны талаарх мэдээллээр хангахад ашиглагдаж байна. Энэхүү төхөөрөмжийг ТинМан гэдэг бөгөөд нарны цацрагийн нөлөөгөөр үүссэн дулааны нейтрон, бөөмүүдийн хэмжээг тодорхойлсноор нисэх онгоцны үйлдвэрлэлийн хагас дамжуулагчдийг үнэлэх стандартыг тодорхойлж өгч байгаа юм. 

“Дулааны нейтронууд нисэх онгоцонд хэрхэн нөлөөлдөг талаарх цөөн тооны судалгаа байдаг хэдий ч тэдгээрийн аль нь ч нисэх онгоцны доторх эрчмийн талаар тодорхойлох боломжгүй байсан.” гэж Лос Аламосийн Цөмийн Шинжлэх Ухааны Төвийн төхөөрөмж судлаач Стефен Вендер дурьджээ. Мөн тэрээр “ Саяхныг хүртэл дулааны нейтронууд нь эд ангиудын бүрэн бүтэн байдалд нөлөөлөх талаар онолыг хэнч боловсруулаагүй байлаа” гэжээ. 

Агаар мандлын цацрагийн нөлөө нь 1960 оноос дэлхий дахинд судлагдаж эхэлжээ. Нарны цацраг нь агаар мандлыг мөргөснөөр протон, нейтрон, хүнд ионуудыг агуулсан бөөмүүд болон өндөр энергитэй электронууд дэлхийн гадарга руу цацагддаг. Электрон, протонуудаас ялгаатай нь нейтрон нь цэнэггүй учир агаар мандал бүү хэл онгоцны эх бие зэрэг хатуу метал руу ч чөлөөтэй нэвтэрч чаддаг байна. Ингэж нэвтэрсэнийхээ дараа нейтрон нь микропроцесс гэх мэт эд ангийг мөргөснөөр үүнээс үүссэн энерги нь системд нөлөөлж онгоцны эд ангийн бүрэн бус байдлыг үүсгэх боломжтой юм. 

Дулааны нейтронууд нь өндөр энергитэй нейтронууд материалтай харилцан үйлчилж, мөргөлдсний улмаас энергиэ алдан үүсдэг бага энергитэй нейтронууд юм. Нисэх онгоцонд хадгалагдаж буй хэдэн арван мянган галлон түлш нь дулааны нейтроны маш үр дүнтэй үүсгэгч юм. Өндөр энерги бүхий нейтрон орчныг удаан хугацааны туршид хэмжиж ирсэн боловч дулааны орчин нь хүрээлэн буй орчноос хамаардаг тул өндөрт нисч буй онгоц доторх хэмжээг бүрэн тодорхойлоогүй байна.  

Хагас дамжуулагч үйлдвэрлэлийн салбар үйлдвэрлэлдээ бор хэмээх металлыг ашиглаж эхлснээс хойш дулааны нейтроныг эрчимтэй судалж байна. Бор-10  (10B) нь борын изотоп бөгөөд дулааны нейтронуудад мэдрэмтгий байдаг.  

ТинМан нь зөөврийн компьютерээс бага зэрэг зузаан жижиг төхөөрөмж бөгөөд нисэж буй онгоцонд ашиглах зориулалттай цор ганц дулааны нейтроны детектор юм. Энэхүү төхөөрөмжийн гол зорилго нь олон нислэгүүдэд хэмжилт хийн, өндөр болон байрлалаас хамаарсан дулааны нейтроны эрчмийн өөрчлөлтийг тогтмол хэмжих юм. Эдгээр хэмжилтүүдийг дараа нь нисэх онгоцны дулааны нейтрон орчныг тодорхойлоход ашиглах бөгөөд энэ нь бор-10 агуулсан хагас дамжуулагч электроникийн үнэлгээ хийхэд зайлшгүй шаардлагатай алхам болж өгнө. 

Сүүлийн хоёр жилд NASA-ийн 14 нислэг ТинМан төхөөрөмжийг авч явсан. Эдгээр аяллын туршид ТинМан нь АНУ болон Европ дахь нислэгийн янз бүрийн өндөр, өргөрөгийн өөрчлөлтийн үед дулааны нейтроныг хянасан. TinMan нь дулааны нейтроны өндөр эрчимтэй орчныг тодорхойлж, бор-10 бүхий электроник төхөөрөмжийг нисэх онгоцонд ашиглахад зөв үнэлэх боломжийг баталгаажуулсан байна. 

“Нисэх онгоцны дулааны нейтроны хэмжилтийг цогцоор нь хийх гэж байгаадаа бид маш их баяртай байна” хэмээн Вендер хэлжээ. Мөн тэрээр “Үйлдвэрлэлийн өөрчлөлт үргэлжилснээр энэхүү мэдээлэл нь сансрын салбарын хагас дамжуулагч хэсгүүдийг үнэлэхэд ашиглагдах суурийг бий болгоно.” хэмээжээ. 

Эх сурвалж: https://phys.org/news/2021-04-los-alamos-technology-thermal-neutrons.html?fbclid=IwAR3irKL50gZ4cHyOMqRotOrHev5NAbvrItokBCRHuTRgQRCS234FhhQ7rmE

Мэдээ бэлтгэсэн : ЦФСТ-ийн ЭША Т.Мөнх-Эрдэнэ