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1、第九章第九章 中子物理中子物理 一一 、中子的特性、中子的特性1、中子的发现、中子的发现1932年，查德维克发现中子。中子的静止年，查德维克发现中子。中子的静止质量大于质子与电子两者的静止质量之和，质量大于质子与电子两者的静止质量之和，约为约为1.00866原子质量单位。原子质量单位。中子速度与中子动能的关系中子速度与中子动能的关系 V=1.3832104E1/2式中式中V和和E分别为中子的速度和动能。分别为中子的速度和动能。2、中子的分类、中子的分类能量：能量： 大于大于100兆电子伏兆电子伏 相对论中子相对论中子 大于大于10兆电子伏兆电子伏 高能中子高能中子 500千电子伏千电子伏10兆
2、电子伏兆电子伏 快中子快中子 1千电子伏千电子伏500千电子伏千电子伏 中能中子中能中子 01千电子伏千电子伏 慢中子慢中子 二、中子源 中子源有着极为广泛的用途，研究原子核性质测量反应堆物理的基本参量，生产放射性核素以及分析微量元素等。根据产生中子的方式不同。目前大体可以把常用的中子源分成放射性中子源、加速器中子源和反应堆中子源三大类。1 、放射性中子源利用放射性核素衰变时放出的具有一定能量的粒子去轰击某些靶物质，实现发射中子的核反应，这种中子源称为放射性中子源。2 、反应堆中子源反应堆具有相当高的中子通量，可以作为强中子源反应堆中的裂变材料，例如铀-235或钚-239等在裂变时能够放出大量
3、中子，裂变中子的能量分布是相当宽的。3、加速器中子源 利用各种加速带电粒子加速器加速某些粒子,用它们去轰击靶原子核产生中子.三、中子与物质相互作用中子与物质相互作用 1 、中子的散射 中子的散射有弹性散射和非弹性散射两种。 EN = 4 MN mn EnCOS2/( MN +mn )2 MN为反冲核的质量, mn是中子的质量。由上式看出，反冲核越轻，得到的能量越多。2 、慢中子引起的核反应除去散射以外，慢中子与原子核发生四种类型的俘获反应，它们包括(n,)反应、(n,)反应、（n，p）反应和（n，f）裂变反应。 3、快中子引起的核反应对于快中子来说，大多数核都能发生核反应这是因为快中子能够提供
4、足够的能量，使得带电粒子更容易穿过核的库仑势垒而发射出来，一般来说反应要求入射中子提供1-3兆电子伏的能量。 四、中子的探测方法1、核反冲法核反冲法是探测快中子的重要方法之一。它是以记录中子与原子核弹性散射后的反冲核为基础的。 2、核反应法、核反应法 利用中子引起带电粒子的核反应，记录次级利用中子引起带电粒子的核反应，记录次级带电粒子，也就记录了中子。此方法主要应用带电粒子，也就记录了中子。此方法主要应用于探测慢中子。于探测慢中子。3、核裂变法、核裂变法重核俘获中子后会产生裂变，测量这些碎片的重核俘获中子后会产生裂变，测量这些碎片的电离脉冲就可以记录中子，求出中子的通量。电离脉冲就可以记录中子
5、，求出中子的通量。核裂变法的最大特点是反应能大。因此，核裂变法的最大特点是反应能大。因此，本本底对测量影响小，它可以在较强底对测量影响小，它可以在较强本底下工作。本底下工作。4、活化法很多原子核俘获中子后变成了放射性的核，然后取出薄片，薄片中放射性核将按本身的规律衰变，同时发出射线。测量其在确定时间范围内放射性活度的变化，便可求出该处中子场的强度，这就是活化法的原理。将面积为S，厚度为d，原子密度为N的被活化薄片，使之受中子均匀照射，每单位面积（平方厘米）活化片上俘获中子的数目应该等于 A0= 0Nd 0是中子的通量，为被活化核的有效活化反应截面。五、中子探测器 1 、三氟化硼正比计数管测量慢
6、中子最常用的中子探测器BF3正比计数管，它的结构基本上和测量射线的G-M计数管一样，只是里面充的是BF3气体，工作电压选在正比区。2、裂变室裂变室是载有裂变物质的电离室，通过记录裂变碎片产生的电离脉冲来探测中子3 、中子闪烁计数中子闪烁计数器是五十年代以后发展起来的一种非常有效的中子探测器。它的优点是探测效率高，时间响应快和体积小。但是，闪烁体对射线的灵敏度也比较高，而且中子和射线常常又是同时存在的。所以，降低本底就成为用闪烁体探测中子的一个重要问题。4、半导体探测器 半导体探测器的特点是体积小，响应快，对不灵敏。它的主要特点是探测中子的效率比较低。另外，对温度比较灵敏，并且抗辐射性也比较差。 谢 谢！
