應用中子物理學（第二版）

目錄
前言
**版前言
第1章 Ｑ方程及其應用 1
1.1 核反應和反應道 1
1.1.1 實現(xiàn)核反應的途徑 1
1.1.2 核反應的分類 2
1.1.3 反應道 3
1.2 Q方程 4
1.2.1 反應能 4
1.2.2 質(zhì)量虧損 5
1.2.3 結(jié)合能與比結(jié)合能 5
1.2.4 Q方程的推導 6
1.3 反應閾能和臨界能量 8
1.4 Q方程的應用 9
1.4.1對于彈性散射Q方程的應用 9
1.4.2當￡a=0時(常溫或很低能的核反應) 10
1.5 L系和C系中出射角的轉(zhuǎn)換 11
1.5.1 C系中的能量關系 11
1.5.2*和*的轉(zhuǎn)換關系 12
1.5.3 *的計算 13
1.5.4 L系和C系中的微分截面的轉(zhuǎn)換 14
1.6 中子的基本性質(zhì) 15
1.6.1 中子的粒子性 16
1.6.2 中子的波動性 17
參考文獻 19
第2章 中子源物理 21
2.1 中子的產(chǎn)生及主要指標 21
2.2 同位素中子源 25
2.2.1 (a，n)中子源 25
2.2.2 (Y，n)中子源 27
2.2.3 自發(fā)裂變中子源 28
2.3 加速器中子源概況 28
2.3.1 IkeV～20MeV能區(qū)的白光中子源 29
2.3.2 20～200MeV準單能中子源 30
2.3.3 白光中子源分類 30
2.3.4 電子直線加速器中子源 31
2.4 常用加速器中子源 31
2.4.1 D(d，n)3He 31
2.4.2 T(d，n)4He 中子源 32
2.4.3 7Li(d，n)中子源 32
2.4.4 9Be(d，n)10B 中子源 33
2.4.5 7Li(p，n)7Be 中子源 33
2.4.6 9Be(p，n)中子源 34
2.5 反應堆中子源 34
2.5.1 堆的基本特征量 34
2.5.2 堆中子的空間分布 35
2.5.3 堆中子監(jiān)測問題 37
2.6 散裂中子源 38
2.6.1 散裂中子源概述 38
2.6.2 散裂反應過程 39
2.6.3 散裂中子產(chǎn)額 40
2.6.4 散裂中子能譜 40
2.6.5 靶和慢化體 40
參考文獻 41
第3章 中子與物質(zhì)的相互作用 44
3.1基本物理量 45
3.1.1 截面 45
3.1.2 角分布和微分截面 46
3.1.3 中子截面的特點 46
3.1.4 宏觀截面 47
3.2 核反應機制 48
3.2.1 核反應過程的三個階段 49
3.2.2 幾種反應機制的特點 50
3.2.3 對各反應機制特點的解釋 50
3.3 中子與物質(zhì)相互作用的物理過程 50
3.3.1 勢散射 50
3.3.2 復合核反應 50
3.3.3 中子的輻射損傷效應 53
3.3.4 用于中子探測的幾個輕核反應(n，X) 53
參考文獻 54
第4章 中子測量技術 57
4.1 中子探測基本原理 57
4.1.1 核反應 57
4.1.2 質(zhì)子反沖(n-p散射) 58
4.1.3 核活化* 58
4.1.4 核裂變 58
4.1.5 中子強度(注量、注量率)的測量 59
4.2 常用的中子探測器 59
4.2.1 長中子計數(shù)器 59
4.2.2 伴隨粒子法 60
4.2.3 反沖質(zhì)子望遠鏡 69
4.2.4 裂變電離室 72
4.2.5 活化探測器 73
4.2.6 閃爍體探測器 76
4.2.7 半導體探測器 79
參考文獻 80
第5章 中子劑量測量方法 82
5.1 基本概念 82
5.1.1 比釋動能和吸收劑量 82
5.1.2 劑量當量 83
5.2 中子雷姆計 84
5.3 *混合場的劑量測量 85
5.3.1 總吸收劑量的測量 85
5.3.2 對電離室測量(n，Y)混合場中的吸收劑量 86
5.3.3 雙電離室測量(n，y)場吸收劑量的不確定度 88
參考文獻 89
第6章 中子能譜測量 91
6.1 反沖質(zhì)子法測量中子能譜 91
6.1.1 反沖質(zhì)子微分法 91
6.1.2 反沖質(zhì)子積分法 91
6.1.3 測量微分中子能譜的核乳膠方法 93
6.2 球形含氫正比管探測器測量中子能譜 94
6.3 特殊核乳膠測量中子能譜的方法 95
6.3.1 載鋰核乳膠 95
6.3.2 測量10～20MeV中子能譜的11B乳膠 96
6.4 閾探測器測量中子能譜 97
6.4.1 活化方程 98
6.4.2 用迭代法解中子能譜 98
6.4.3 常用的閾探測器的有關參數(shù) 99
6.5 中子TOF譜儀 99
6.5.1 飛行時間法原理 100
6.5.2 快中子TOF譜儀的結(jié)構(gòu) 101
6.5.3 快中子TOF譜儀的分類 101
6.5.4 TOF譜儀的有機閃爍探頭 102
6.5.5 快中子TOF譜儀的應用 105
6.6 聚變中子測溫 105
6.6.1 聚變中子譜 105
6.6.2 熱核聚變中子數(shù) 108
6.6.3用TOF法測量聚變中子譜和聚變溫度 109
6.7其他中子能譜測量方法 110
6.7.1 多球譜儀 110
6.7.2 基于瞬發(fā)丫射線的中子能譜測量 110
參考文獻 111
第7章 轄射防護問題 113
7.1 *射線的屏蔽 113
7.1.1窄束*射線在物質(zhì)中的減弱 113
7.1.2寬束*射線衰減規(guī)律 113
7.1.3 *點源的屏蔽計算 114
7.2 中子屏蔽 114
7.2.1 同位素中子源的屏蔽 114
7.2.2 快中子的屏蔽 115
7.2.3 中子反照率 117
7.2.4 中子的大氣反散射 118
參考文獻 120
第8章 宏觀中子物理 122
8.1 中子慢化 122
8.1.1 質(zhì)心系和實驗室系的中子散射 122
8.1.2 實驗室系的中子散射角余弦的平均值 123
8.1.3 質(zhì)心系球?qū)ΨQ系統(tǒng)的中子散射 123
8.1.4 彈性散射的能量損失 124
8.1.5 不同散射核散射性質(zhì)的比較 124
8.1.6 不同散射核的慢化能力和慢化比 124
8.1.7 減速中子能譜 125
8.2 中子擴散 127
8.2.1 輸運方程的擴散近似 127
8.2.2 簡單擴散理論的適用條件 128
8.2.3 擴散方程的邊界條件 129
8.2.4 擴散方程的應用 129
8.2.5 單群擴散方程 131
8.2.6 費米年齡方程 134
8.3 中子輸運理論 137
8.4 多組理論 137
參考文獻 139
第9章 中子輸運 141
9.1 一般分析 141
9.2 中子與介質(zhì)相互作用的物理過程 141
9.2.1 裂變過程 141
9.2.2 輻射俘獲過程 142
9.2.3 散射過程 142
9.2.4其他核反應過程 143
9.3 中子輸運方程 143
9.3.1 基本物理量的定義 143
9.3.2 中子輸運方程的建立 145
9.3.3 中子輸運方程的邊界條件 146
9.3.4 中子輸運方程的共扼方程 147
9.3.5 輸運方程的近似處理 147
9.3.6 單群理論 149
9.3.7 與能量有關的輸運方程的數(shù)值求解方法 152
9.4 微擾理論和靈敏度分析方法 155
9.4.1 反應堆的微擾理論 156
9.4.2 靈敏度分析方法 157
參考文獻 158
第10章 中子散射 160
10.1 簡史與概要 160
10.1.1 發(fā)展歷史 160
10.1.2 技術特點 161
10.2 原理及相關理論 161
10.2.1 基本概念 161
10.2.2 基本理論 163
10.3 中子散射實驗設備和方法 185
10.3.1 中子源概述 185
10.3.2 穩(wěn)態(tài)反應堆 187
10.3.3 散裂中子源 188
10.3.4 中子衍射 189
10.3.5 磁性中子衍射 194
10.3.6 中子小角散射 195
10.3.7 中子反射儀 199
10.3.8 三軸譜儀 200
10.3.9 背散射譜儀 201
10.3.10 自旋回波譜儀 201
10.4 中子散射在基礎研究、工業(yè)以及國防等領域的應用 202
10.4.1 基礎研究 202
10.4.2 生物分子研究 203
10.4.3 工業(yè)應用 206
10.4.4 中子散射探雷技術 209
參考文獻 210
第11章 中子活化分析 213
11.1 中子活化分析原理 213
11.1.1 活化分析公式推導 213
11.1.2 中子能量、通量和反應截面 215
11.1.3 中子活化分析中的標準化方法 218
11.2 快、慢中子活化分析技術 221
11.2.1 常用的中子核反應 221
11.2.2 中子活化分析設備 221
11.2.3 樣品制備 223
11.2.4 干擾反應 224
11.2.5 放射性活度測量和核素鑒別 225
11.3 利用反應堆中子的元素分析 228
11.3.1反應堆中子活化分析簡介 228
11.3.2 ReNAA的基本操作 231
11.3.3 ReNAA的主要應用 241
11.4 瞬發(fā)Y中子活化分析 244
11.4.1 瞬發(fā)Y中子活化分析簡介 244
11.4.2 PGNAA的基本操作 246
11.4.3 PGNAA的主要應用 248
參考文獻 252
第12章 中子治癌 256
12.1 快中子治癌 256
12.1.1 快中子治癌歷史 256
12.1.2 物理基礎 257
12.1.3 生物基礎 258
12.1.4 臨床應用 262
12.2 硼中子俘獲治療 263
12.2.1 BNCT 263
12.2.2 B載體 266
12.2.3 中子源 269
12.2.4 前景 270
12.3 252Cf中子刀治療 270
12.3.1 252Cf中子刀治療歷史 271
12.3.2 應用現(xiàn)狀 271
參考文獻 272
第13章 中子照相技術 274
13.1 中子照相技術的發(fā)展概況 274
13.2 中子照相技術的基本原理、影響因素及分類 274
13.2.1 中子照相技術的基本原理 274
13.2.2 影響中子照相質(zhì)量的因素 275
13.2.3 中子照相的分類 277
13.3 中子照相裝置 278
13.3.1 中子照相裝置的組成 278
13.3.2 固定式中子照相裝置 278
13.3.3 可移動式中子照相裝置 284
13.3.4 中子照相轉(zhuǎn)換屏