ДЛЯ ЧЕГО НУЖНЫ НЕЙТРОНЫ ?
Если вы хотите увидеть объект, вы должны его осветить. Если вы хотите рассмотреть детали объекта, вы должны его осветить "светом" с длиной волны, равной или меньшей расстояния между интересующими вас деталями объекта. Для большинства твердых тел (или конденсированных сред) такие интересующие физиков детали (например, узлы кристаллической решетки) расположены на расстоянии нескольких ангстрем (10-8 см) друг от друга. Это означает, что для изучения структуры твердых тел нужен "свет" с длиной волны порядка ангстрем. Такой "свет" существует. Это – рентгеновские и гамма-лучи, а также пучки элементарных частиц, например, нейтронов.

Роль и место рентгеновских и гамма-лучей в научных исследованиях и в повседневной жизни хорошо известны и общепризнанны. Менее известны среди неспециалистов свойства и преимущества, которыми обладает нейтронное излучение. А они весьма существенны.

Во-первых, энергия нейтронов, из-за наличия у них массы, значительно меньше, чем энергия рентгеновских и гамма-лучей при той же длине волны и эта энергия оказывается сравнимой с энергией тепловых колебаний атомов и молекул в веществе, что дает возможность изучать не только усредненную статическую атомную структуру вещества, но и динамические процессы, в нем происходящие.

Во-вторых, нейтрон обладает магнитным моментом, и это позволяет изучать магнитную структуру, магнитные возбуждения, что, как оказалось, весьма существенно для понимания природы и процессов, происходящих, например, в таких важных материалах, как высокотемпературные сверхпроводники.

В-третьих, нейтроны взаимодействуют с атомными ядрами, а не с электронами оболочки атомов, как рентгеновские и гамма-лучи, что обусловливает их большую "контрастность" (чувствительность) в различении атомов, близко расположенных в таблице Менделеева элементов. Особенно это относится к легким элементам (водород, кислород и др.), идентификация которых в телах, содержащих тяжелые элементы, почти невозможна рентгеновскими и гамма-методами, а именно их положение часто определяет свойства материала. Нейтронам же доступно изучение даже изотопного состава вещества.

Кроме того, нейтроны электрически нейтральны, и их взаимодействие с ядрами является слабым, что позволяет им достаточно глубоко проникать в вещество – в этом их существенное преимущество, по сравнению с рентгеновскими и гамма-лучами, а также пучками других заряженных элементарных частиц.

Эти и другие, не перечисленные здесь, качества нейтронного излучения делают его весьма универсальным инструментом исследования конденсированных сред, имеющим широкий спектр применения в различных областях науки: физике, химии, биологии, геологии, материаловедении, не говоря уже о возможностях использования в медицине, промышленности и других отраслях.

Однако все эти возможности даны природой "не просто так": сооружение современного источника нейтронного излучения – весьма дорогостоящая вещь, стоимость которой исчисляется сотнями миллионов долларов США.

Тем не менее сегодня ни одна развитая страна (не говоря о "великих державах") не может позволить отказаться себе от перспектив, связанных с использованием нейтронного излучения, а значит – от строительства нейтронных источников.