文档介绍：第一章引言
研究背景与意义
中子的发现是20世纪物理学发展中一个极其重要的事件,它与核反应诱发人工放射性的发现、带电粒子加速技术的发明并列为20世纪30年代原子核物理学科发展中的三个里程碑。把中子应用于研究物质结构的各门学科中,不仅使原子核物理研究有了质的飞跃,而且促成了粒子物理学的发展,同时也促进了一系列交叉学科的发展,如核化学、核天体物理等[[] 丁大钊,叶春堂,赵志祥,—原理、方法与应用[M].北京:.
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由于中子具有巨大的科学价值与广泛的社会影响,再加之人们对中子的兴趣不断升温、对中子的研究不断深化和扩展,中子物理学作为核物理学科的一个分支应运而生。中子物理的发展,对原子核理论的研究和原子核基本性质的了解具有重要意义。例如,中子的研究工作对原子核裂变的发现与研究、核反应理论的建立与发展均起到了重要作用。原子能的开发及应用,更加促进了中子物理的研究和发展。自从1938年发现中子能引起重核裂变,释放核能以后,人们就以很大的精力研究中子及它和物质相互作用的性质,为建立反应堆和制造核武器提供了许多有用的数据[[] [M].北京:.
]。
中子能谱测量是中子物理学中的一项基础性研究,也是中子探测中的一项重要内容,它为核物理的发展做出了巨大的贡献,同时也成为了研究其他领域物理机制问题的重要工具,具有非常重要的意义。测量核反应产生的中子的能谱可以得到核能级的信息,测量非弹性散射中子的能谱可以直接获得核激发能级的数据[[] 复旦大学,清华大学,[M].北京:.
]。测量裂变元素的裂变中子能谱和各种动力装置中的中子能谱,对于设计、试验反应堆是必不可少的。例如,测量聚变-裂变混合堆包层外的中子能谱,可得到混合堆包层的特征量[[] -裂变混合堆中子学积分实验[J].,29(5):471-473.
];测量反应堆周围的中子能谱可以检验反应堆的防护水平[[] [J].,38(2):131-136.
]。此外,中子能谱的精确测量为空间探测、等离子体诊断、放疗、核辐射防护等领域的发展提供了极为重要的技术基础。
近些年在国家的一些重大科研项目中,中子能谱测量也是一项至关重要的工作。例如,在加速器驱动次临界洁净核能系统(Accelerator Driven Sub-critical System,ADS)项目中,ADS系统对次量锕系核素嬗变的效果主要取决于系统中子场内的中子能谱分布,准确测量ADS系统的中子能谱是ADS系统中子学研究的一项重要课题[[] [D].北京:中国原子能科学研究院,2004.
];在大亚湾中微子实验中,在对中微子探测器—载钆液体闪烁体探测器—进行能量刻度时,需要准确测量中子能谱[[] [D].甘肃:兰州大学,2008.
];在中国散裂中子源装置[[] (CSNS)—多学科应用的大科学平台[J].,21(5):415-417.
][[] 中国科学院高能物理研究所,(CSNS)[J].,26(6):725-728.
]的建设和应用中,中子能谱测量同样是一项不可或缺的重要工作。因此,中子能谱的测量一直很受重视,其应用前景十分广阔。
中国工程物理研究院核物理与化学研究所在中子学宏观检验工作中需开展一系列的中子学积分实验和基准实验,其中,中子能谱测量、中子泄漏谱测量是必须开展的一项重要工作。从上世纪80年代至今,已开展了一系列基准实验,先后完成了矾球[[] 陈渊,郭海萍,安力,[J].,36(2):157-159.
]、含氢慢化球[[] 安力,陈渊,郭海萍,[J].,38(增刊):89-92.
]、贫化铀球[[] 郭海萍,安力,王新华,-T中子照射下贫化铀球、矾球介质内中子能谱和伴生γ能谱测量[J].,41(3):283-287.
]、铁球、碳球、水球、铍球等装置的D-T中子泄漏能谱测量。这些中子能谱和中子泄漏能谱均是由液体闪烁体探测器测量得到。在解谱过程中,由于受探测器响应函数、解谱方法等因素所限,最终得到的中子能谱和中子泄漏谱的精度和准确度还有待进一步提高。因此,继续开展中子能谱测量的研究工作显得尤为重要