O H+ H → H
2.7.3. Các thiết bị kiểm xạ nơtron
Vì không mang điện nên các nơtron không gây ion hóa trực tiếp và do đó phải dùng hiệu ứng ion hóa gián tiếp để phát hiện chúng. Các nơtron nhanh được phát hiện bằng cách trước hết để chúng tương tác với một vật liệu giàu hidrogen. Các nơtron sẽ “đập vào” các photon trong vật liệu và hiệu ứng ion hóa tiếp theo gây bởi các photon này có thể phát hiện và đo được. Các máy kiểm tra nơtron nhanh thường sử dụng một ống đếm tỷ lệ chứa khí được bổ sung chất giàu hidrogen, chẳng hạn như polythene. Các thiết bị này có độ nhạy rất thấp và khó phát hiện được các liều dưới 50 Sv/h.
Phản ứng thường được dùng nhiều nhất để phát hiện nơtron nhiệt là:
Boron-10 có tiết diện bắt nơtron nhiệt lớn và các hạt α phát ra gây ion hóa có thể phát hiện được. Các máy kiểm xạ nơtron nhiệt thông dụng nhất sử dụng buồng ion hóa được lót một lớp boron mỏng hoặc ống đếm tỷ lệ chứa khí trifluoride boron (BF3).
Độ hưởng ứng của các thiết bị sử dụng phản ứng với boron giảm rất nhanh trong vùng năng lượng cỡ vài electronvon, trong khi các thiết bị sử dụng phản ứng proton lùi lại chỉ bắt đầu hoạt động ở vùng năng lượng trên 100000 electronvon (0,1 MeV). Trong nhiều năm, khi không có thiết bị nào lấp được khoảng trống này người ta đã giả thiết rằng các notron năng lượng trung bình đã đóng góp đáng kể vào tổng liều nơtron. Bây giờ người ta đã khẳng định được rằng trong nhiều tình thế xung quanh các lò phản ứng hạt nhân các nơtron năng lượng trung bình thực sự đóng góp một phần quan trọng vào tổng liều gây bởi nơtron và các thiết bị đo chúng đã được chế tạo.
Điều được tập trung quan tâm bây giờ là thiết bị đo rem nơtron (nơtron rem monitor), nghĩa là thiết bị đo liều trong mô trên một khoảng năng lượng nơtron rất rộng từ mức nhiệt đến khoảng 15 MeV. Máy đo này có một khối trụ bằng polythene làm chậm các nơtron nhanh bằng các va chạm đàn hồi. Một loạt các phim lọc cadami được sắp xếp bên trong một quả cầu bằng polythene để cho một hàm đặc trưng năng lượng đúng. Các nơtron nhiệt được phát hiện trong một ống đếm tỷ lệ chứa đầy khí heli. Việc bắt một nơtron sẽ dẫn đến việc phát xạ một photon:
3He (n,p) 3H
ở đây 3H là một đồng vị của hidrogen và được gọi là triti. Sự ion hóa ở đây gây bởi proton. Hệ đo này hiện nay nói chúng được ưa chuộng hơn các hệ dùng phản ứng với boron-10 vì chúng kém nhạy với bức xạ .