文档介绍：第十三章 中子及中子探测
中子的分类与性质
1、中子的分类
2) 中能中子:1KeV~。
1) 慢中子:0~1KeV。包括冷中子、热中子、超热中子、共振中子。
3) 快中子:~10MeV。
4) 特快中子:>10MeV。
热中子:与吸收物质原子处于热平衡状态,,中子速度~×103m/s.
2、中子的性质
质量:mn==
自旋:sn=1/2, 费米子
电荷:0,中性粒子
磁矩:n=-N
中子寿命:发生-衰变的半衰期T1/2=
中子源
1) 241Am-Be中子源。
属于(,n)型中子源。由241Am放射源放出的粒子,打在Be上发生反应,产生中子。
性能:中子产额——×106/
T1/2=433年;
1、同位素中子源
~,平均5MeV;
n/比(中子强度比)为10:1;
2) (,n)型中子源。
利用(,n)反应获得中子。
优点:中子能量单一;
缺点:中子产额低,装置体积大。
3) 自发裂变中子源
自发裂变中子源为超铀元素。以252Cf (锎)最常用。1克252Cf ×1013个中子。半衰期:T1/2(自发裂变)=,T1/2(衰变)=。。
2、加速器中子源
可以在相当宽的能区内获得单能中子源。
主要反应:
对放能反应,如2H(d,n)3He,3H(d,n)4He,当入射氘核能量不高时( Td 200KeV ),反应就可以有效进行,当=90时,就可得到能量分别为~~14MeV的单能中子。
3、反应堆中子源
宽中子能量:~十几MeV
高中子注量率:
中子与物质的相互作用
1. 中子的散射
1) 弹性散射(n,n)
中子与物质的相互作用实质上是中子与物质的靶核的相互作用。
出射粒子仍为中子、剩余核仍为靶核。
出射中子的动能:
反冲核的动能:
当反冲核为质子(氢核)时,M=m,上式变为:
当= 0 时,反冲质子能量最大,Tp = Tn
反冲质子在实验室座标系中的能量分布的概率密度函数为:
即对入射的单能中子而言,实验室坐标系中,其反冲质子的能量分布是一个矩形,最大能量为Tn,最小为零。这个关系可用于快中子能谱测量。