Obuseiro de nêutrons - Neutron howitzer
Um obus de nêutrons é uma fonte de nêutrons que emite nêutrons em uma única direção. Foi descoberto na década de 1930 que a radiação alfa que atinge o núcleo do berílio liberaria nêutrons . A alta velocidade do alfa é suficiente para superar a barreira de Coulomb relativamente baixa do núcleo de berílio, a força repulsiva devida à carga positiva do núcleo, que contém apenas quatro prótons, permitindo a fusão das duas partículas, liberando nêutrons energéticos.
Em 1930, Walther Bothe e Herbert Becker na Alemanha descobriram que partículas alfa atingindo elementos leves como berílio , boro ou lítio liberariam uma radiação altamente penetrante, a princípio considerada radiação gama , embora fosse mais penetrante do que quaisquer raios gama conhecidos. A próxima contribuição importante foi relatada em 1932 por Irène Joliot-Curie e Frédéric Joliot em Paris , que mostraram que se essa radiação desconhecida caísse sobre a cera de parafina ou qualquer outro composto contendo hidrogênio , ela ejetaria prótons de energia muito alta. Finalmente, em 1932, o físico James Chadwick, na Inglaterra, realizou uma série de experimentos mostrando que a hipótese dos raios gama era insustentável e sugeriu que a nova radiação consistia em partículas não carregadas de aproximadamente a massa do próton. Ele realizou uma série de experimentos para verificar isso, essas partículas não carregadas foram eventualmente chamadas de "nêutrons", e Chadwick é creditado com essa descoberta.
Qualquer radioisótopo emissor de alfa será suficiente, mas geralmente um emissor alfa de alta atividade específica é escolhido. Historicamente, uma variedade de isótopos como rádio ( Ra-226 ) foram usados, mas nos tempos modernos os isótopos transurânicos Am-241 e Pu-239 são quase exclusivamente usados em AmBe resp. Fontes de nêutrons de PuBe. O emissor alfa e o berílio são pulverizados e misturados em contato íntimo para garantir uma alta porcentagem de núcleos emissores alfa e berílio em contato próximo, uma vez que a partícula alfa tem um alcance muito curto através do material e perderia energia evitando a reação se suficientemente longe. Essa mistura de material é então embalada em um transportador adequado com proteção contra radiação , com uma extremidade aberta para permitir que os nêutrons disparem na direção da extremidade aberta, agindo assim como um obuse .
Os obuseiros de nêutrons foram usados por Otto Hahn , Fritz Strassman e Lise Meitner em 1938 para bombardear núcleos de urânio com nêutrons na esperança de fazer elementos transurânicos . Para sua surpresa, eles encontraram resíduos de bário , uma indicação clara de que, em vez disso, haviam fissionado núcleos de urânio. Essa descoberta levou ao desenvolvimento do primeiro reator nuclear em 1942 e, por fim, às armas nucleares em 1945.