Каковы самые сильные источники коллимированных нейтронов и протонов?

Я представляю себе необычный эксперимент, для которого потребуются интенсивные пучки либо протонов, либо нейтронов. Эксперимент лучше работал бы с нейтронами, но источники нейтронов намного слабее и месивнее, поэтому я рассматриваю оба варианта. Меня интересуют пучки почти любой нерелятивистской энергии. Я еще не уверен, насколько сфокусированным должен быть луч.

Я знаю, что это вопрос новичка, но каковы здесь основные варианты самого сильного источника (измеряемого нейклонами в секунду)?

Нейтроны, по-видимому, поступают из двух источников: реакторов и ускорителей. ( Как может подтвердить сэр Патрик Стюарт .) В последнем случае («расщепление») пучок протонов просто врезается в мишень из тяжелого металла, а вылетевшие нейтроны захватываются. Оказывается, что пучки протонов самой высокой интенсивности часто используются для получения таким образом пучков нейтронов самой высокой интенсивности.

Проект высокоинтенсивного протонного инжектора Саклея (IPHI):$6 \times 10^{17}$протонов в секунду.

Демонстрационный ускоритель с низким энергопотреблением (LEDA):$6 \times 10^{17}$протонов в секунду.

(Они согласуются с приведенной ниже диаграммой Андре, показывающей 100 мА. Обратите также внимание на то, что ток БАК составляет около 500 мА, хотя протоны сгруппированы в группы. И, как указал Андре, БАК циркулирует с теми же протонами и поэтому не может обеспечить непрерывный ток 500 мА. мА луч в цель/эксперимент, который их поглотил.)

Источники нейтронов, являющиеся результатом либо деления, либо расщепления, беспорядочны. Я до сих пор не понимаю, какие интенсивности нейтронов возможны для каких диапазонов импульсов. Центр рассеяния нейтронов Лухана в LANCE является источником нейтронов для многих экспериментов.

При расщеплении число нейтронов, образующихся на один падающий протон, обычно составляет порядка 40, но распределение в фазовом пространстве намного шире, чем число падающих протонов. (Пучки протонов могут быть непосредственно сфокусированы с помощью магнитов.) Согласно отчету Ленгелера в ЦЕРН , реакторы обычно могут производить потоки тепловых нейтронов (~ 0,025 эВ) порядка$10^{14}$нейтронов/см${}^2$с, тогда как источники отколов могут превышать$10^{17}$/см${}^2$с.

Тогда, вероятно, лучше всего рассматривать непрерывные источники нейтронов как источники с ограниченной фазовой плотностью, а приведенные выше числа дают приблизительную оценку достижимых в настоящее время плотностей.

По-видимому, источники скалывания ограничены необходимостью отвода тепла от падающего пучка протонов. Если высокие потоки нужны только на короткое время, лазерные импульсы могут производить $4 \times 10^{9}$/см${}^2$течение наносекунды, т.е. мгновенный поток$4 \times 10^{18}$/см${}^2$с.

Что касается протонов, то стоит отметить, что пучок высокой интенсивности 50 мА на Европейском источнике расщепления ограничен «эффектами пространственного заряда при низкой энергии, мощностью, которая может быть передана пучку в каждом резонаторе при средних и высоких энергиях, и по потерям луча».