كاشفات تستخدم مبدأ تشتت النيوترونات السريعة

عند اختيار هدف مناسب كالبروتونات أو جسيمات α أو الديوترونات لتسقط عليه النيوترونات فإنها تتشتت عنه بطاقة معينة بينما ترتد هذه الجسيمات بطاقات مختلفة تعتمد على زاوية الارتداد. وتعتبر المواد الهيدروجينية من أفضل المواد المستخدمة إذ تتراوح طاقة البروتون المرتد بين الصفر وطاقة النيوترون الساقط (E_n).

ويمكن بناء عديد من الكاشفات التي تعتمد على هذا المبدأ نذكر منها:

أ- وامضات البروتون المرتد:

يختار هنا وامض مناسب يحتوي على مادة هيدروجينية. فعند سقوط النيوترون على الوامض ومن ثم على البروتون يرتد الأخير بطاقة معينة تكون كافية لإثارة الوامض الذي يومض بالضوء ومن ثم يمكن الكشف عن الإشعاع.

وهناك العديد من الوامضات المناسبة منها: الانثراسين والاستبلين والوامضات البلاستيكية والوامضات السائلة المحتوية على الهيدروجين.

ب- الكاشف التناسبي المحتوى على غاز ارتداد مناسب:

وهنا يختار كاشف تناسبي يملأ عادة بغاز تناسب يحوي مادة هيدروجينية مثل غازات الميثان والهيليوم أو أية غازات خفيفة مناسبة.

ج- تلسكوبات البروتون المرتد:

ترتد البروتونات بزوايا مختلفة عند سقوط النيوترونات عليها ومن ثم فإن طيف الطاقة الناتج يأخذ توزيعاً مستمراً. وعند اختيار زاوية ارتداد معينة فإن البروتون يرتد عندها بطاقة محددة. وتظهر قمة محددة تعبر عن هذه الطاقة.

يبين الشكل (1) تركيب تلسكوب البروتون المرتد. حيث نجد أنه يمكن تغيير زاوية رؤية كاشف البروتونات (θ) ومن ثم تعيين طاقة النيوترون.

لاحظ أنه يمكن هنا التخلص من إشعاع الخلفية Background وذلك باستخدام دائرة تطابق زمني بين الكاشفين E ، EΔ أما الكاشف EΔ فيماثل الكاشف E إلا أنه كاشف رقيق يسمح بمرور البروتون دون فقد الكثير من الطاقة وفي نف الوقت يتم الكشف عن هذا البروتون الذي يمر مباشرة إلى الكاشف الرئيسي E وبالتالي يمكن استخدام التطابق الزمني بين الكاشفين للتخلص من إشعاع الخلفية الذي قد ينتج عن التداخل بين الجسيميات المرتدة المختلفة.