Radiația neutronică are loc în timpul reacțiilor nucleare (în reactoare nucleare, instalații industriale și de laborator, în timpul exploziilor nucleare). Un neutron liber este o particulă instabilă, neutră din punct de vedere electric, cu o durată de viață de aproximativ 15 minute (880,1 ± 1,1 secunde [1] ).
În cazul interacțiunilor inelastice, apar radiații secundare, care pot consta atât din particule încărcate, cât și din raze gamma .
Cu interacțiuni elastice, ionizarea obișnuită a materiei este posibilă. Puterea de penetrare a neutronilor este foarte mare din cauza absenței unei sarcini și, ca urmare, a unei interacțiuni slabe cu materia. Puterea de penetrare a neutronilor depinde de energia lor și de compoziția atomilor materiei cu care interacționează. Stratul de jumătate de atenuare a radiației neutronice pentru materialele ușoare este de câteva ori mai mic decât pentru materialele grele. Materialele grele, cum ar fi metalele, slăbesc radiația neutronică mai rău decât radiația gamma. În mod convențional, neutronii, în funcție de energia cinetică, sunt împărțiți în rapid (până la 10 MeV), ultrarapid, intermediar, lent și termic. Neutronii lenți și termici intră în reacții nucleare, ducând la formarea de izotopi stabili sau radioactivi.
Neutronii rapizi sunt absorbiți slab de orice nuclee, așa că o combinație moderator-absorbant este utilizată pentru a proteja împotriva radiațiilor neutronice. Cei mai buni moderatori sunt materialele care conțin hidrogen. De obicei se utilizează apă, parafină , polietilenă . Beriliul și grafitul sunt de asemenea folosite ca moderatori . Neutronii moderați sunt bine absorbiți de nucleele de bor și cadmiu .
Deoarece absorbția radiațiilor neutronice este însoțită de radiații gamma, este necesar să se utilizeze ecrane multistrat din diverse materiale: plumb - polietilenă, oțel - apă etc. În unele cazuri, soluții apoase de hidroxizi de metale grele, cum ar fi fierul Fe, sunt folosite pentru a absorbi simultan radiaţiile neutronice şi gama.(OH) 3 .
Radiațiile radioactive, interacționând cu mediul iradiat, formează ioni de semne diferite. Acest proces se numește ionizare și se datorează acțiunii asupra mediului iradiat a nucleelor atomilor de heliu (particule α), electroni și pozitroni (particule β), precum și particule neîncărcate (radiații corpusculare și neutronice), electromagnetice/ fotonii (raze X [caracteristice și bremsstrahlung] și radiații γ) și alte radiații. Niciunul dintre aceste tipuri de radiații radioactive nu este perceput de simțurile umane.
Radiația neutronică este un flux de particule neutre din punct de vedere electric ale nucleului. Așa-numita radiație secundară a unui neutron, atunci când se ciocnește cu orice nucleu sau electron, are un efect ionizant puternic. Atenuarea radiațiilor neutronice se realizează eficient pe nucleele elementelor ușoare, în special pe hidrogen, precum și pe materialele care conțin astfel de nuclee - apă, parafină, polietilenă etc.
Ca material de protecție, este adesea folosită parafina, a cărei grosime pentru sursele de neutroni Po-Be și Po-B va fi de aproximativ 1,2 ori mai mică decât grosimea scutului de apă. Trebuie remarcat faptul că radiația neutronică din sursele de radioizotopi este adesea însoțită de radiație γ, așa că este necesar să se verifice dacă ecranarea neutronică oferă și protecție împotriva radiațiilor γ. Dacă nu oferă, atunci este necesar să se introducă componente cu număr atomic mare (fier, plumb) în protecție.
Cu iradierea externă, rolul principal este jucat de radiațiile gamma și neutroni. Particulele alfa și beta sunt principalul factor dăunător în norii radioactivi formați din produse de fisiune, resturi de material fisionabil și substanțe reactivate într-o explozie nucleară, dar aceste particule sunt ușor absorbite de îmbrăcăminte și straturile de suprafață ale pielii. Sub influența neutronilor lenți, în organism este creată radioactivitate indusă , care a fost găsită în oasele și alte țesuturi ale multor oameni care au murit în Japonia din cauza radiațiilor.
Bomba cu neutroni diferă de tipurile „clasice” de arme nucleare - bombe atomice și cu hidrogen - în primul rând la putere. Are un randament de aproximativ 1 kt de TNT , care este de 20 de ori mai mic decât puterea bombei aruncate pe Hiroshima și de aproximativ 1000 de ori mai puțin decât bombele mari cu hidrogen (megatone). Unda de șoc și radiația termică generate de explozia unei bombe cu neutroni este de 10 ori mai slabă decât într-o explozie cu aer a unei bombe atomice de tip Hiroshima. Deci, explozia unei bombe cu neutroni la o înălțime de 100 m deasupra solului va provoca distrugeri numai pe o rază de 200-300 m. Radiația neutronilor rapizi, a cărei densitate de flux în explozia unei bombe cu neutroni este de 14 ori mai mare decât în explozia bombelor nucleare „clasice”. Neutronii ucid toate viețuitoarele pe o rază de 2,5 km. Deoarece radiația neutronică creează radioizotopi de scurtă durată , este posibil să te apropii „în siguranță” de epicentrul exploziei unei bombe cu neutroni - conform creatorilor săi - deja după 12 ore. Pentru comparație, subliniem că o bombă cu hidrogen poluează un teritoriu cu o rază de aproximativ 7 km cu substanţe radioactive pentru o lungă perioadă de timp.