تفاعل النيوترون مع البورون

حيث يكتب هذا التفاعل على الصورة B (n, α) Li وذلك حسب المعادلة :

(1)................. 

(2).................

حيث تبين المعادلة (1) أن نواة الهيليوم تتكون في حالة الاستقرار الأرضي (Ground State).

أما المعادلة (2) فتبين ان هذه النواة قد وجدت في حالة الإثارة ( Excited State).

ويبين الشكل (1) احتمال تفاعل النيوترون كدالة في طاقته مع بعض الأنوية ومنها البورون. حيث نجد ان احتمال التفاعل يبلغ 3840 بارن.

وبافتراض أن النيوترون هنا هو نيوترون بطيء (طاقته تهمل بالمقارنة مع قيمة Q) فإن طاقة التفاعل Q تتقاسمها كل من نواتي الهيليوم والليثيوم (حسب كتلتيهما). كما ونلاحظ أن هاتين النواتين تنطلقان في اتجاهين متضادين وذلك حسب قوانين حفظ الطاقة و كمية الحركة.

ويمكن بناء العديد من الكاشفات وفق التفاعل السابق نذكر منها:

أ- الكاشف التناسبي المملوء بغاز ثالث فلوريد البورون (BF₃)، وهو كاشف فعال وعملي في كثير من التطبيقات.

ويبين الشكل (2) طيف الطاقة الناتج من انبوبة فلوريد البورون حيث

الشكل (2)

تبدو جلياً القمتين الناتجتين عن تفاعلي معادلتي (1)، (2). كما ونلاحظ الحالتين: النموذجية (Ideal) وتلك العملية (Actual) وذلك بسبب ما يسمى بتأثير الجدار (Wall Effect) . ويظهر هذا التأثير بسبب إبعاد (Dimensions) الأنبوبة. فإذا كانت الأنبوبة أكبر كثيراً من مدى جسيمات α أو الليثيوم فيها فإننا نحصل على الطيف الفعلي أو العملي الذي يبدو مشوهاً بعض الشيء ومختلفاً عن ذلك النموذجي.

ب- الكاشف التناسبي المبطن بالبورون:

وهنا يتم طلاء أو تبطين (Lined) الجدار الداخلي للكاشف التناسبي بطبقة صلبة من البورون (1 ملجم/سم²). ولكن هذا الكاشف لا يتمتع بالاستقرار الذي يتمتع به الكاشف السابق لمدة طويلة.

ج- الوامضات المعالجة بالبورون:

وتبنى هذه الكاشفات من طبقات رقيقة من أكسيد البورون وكبريتات الخارصين (B₂O ,Z_a S) حيث يتراوح السمك بين 1، 2 ملم. وتستخدم هذه الكاشفات غالباً في قياسات زمن طيران النيوترون.