短寿命中子解决了氦丰度问题

几十年来,物理学家们就已明确知道,在原子核内的中子是稳定的,但单独存在的中子则要衰变为质子、电子和反中微子.然而,(1)由于中子衰变的半衰期比较长,实验用的中子束中只有很小一部分中子衰变了,而在测量中往往又容易遗漏掉一些衰变的中子;(2)物理工作者是用对所产生电子的计数来发现中子衰变数的,但由于这些电子具有很宽的能量范围,在实验中,极易漏数了能量上、下限附近的电子.这就使中子显得比实际情况更为稳定,导致得出较长的半衰期.1950年左右,所获得的第一个中子半衰期为 12.5 min.此后,实验逐步改进,目前公认的自由中子半衰期为10.4 …     

强光一号装置单氘丝中子发射实验研究

 介绍了利用飞行时间技术测量Z箍缩装置单氘丝中子发射。实验发现，Z箍缩中子发射过程中,伴随产生很强的硬X射线，利用铝丝阵产生硬X射线的实验，建立较好的硬X射线屏蔽,大大减弱了它的辐射强度。所采用的双闪烁探测器中子探测系统，进行了3个发次的单氘丝负载实验，确认产生了聚变氘氘中子。4172发次实验测量结果表明，中子产额1.5×10⁹，中子能量为(2.45±0.26) MeV。实验结合分幅照相数据分析认为，峰电流和负载未能很好匹配，等离子体存在不稳定现象。     

β延迟中子发射体岛和中子先驱核线

在远离β稳定线核素的研究中,用合成新的丰中子核素的方法去接近核素图中的“中子下滴线”(B_n=0),无论用低能核物理还是高能核物理的现有实验技术,除了几种很轻的元素外,都是难以实现的。     

中国散裂中子源反角白光中子束流参数的初步测量

中国散裂中子源(CSNS)已于2018年5月建设完工,随后进行了试运行.其中的反角白光中子束线(Back-n)可用于中子核数据测量、中子物理研究和核技术应用等多方面的实验.本文报道对该中子束的品质参数测量实验过程以及最终实验结果.实验主要采用中子飞行时间法,利用~(235)U,~(238)U裂变室和~6Li-Si探测器测量了中子能谱和中子注量率,又利用闪烁体-互补金属氧化物半导体探测系统测量了中子束斑的剖面,得到了该束线的初步实验测量结果.其中白光中子的全能谱测量范围eV—100 MeV,给出了不确定度分析;给出了中子注量率两个实验厅位置的满功率值;给出了白光中子在直径60 mm情况下的全能区束斑.通过与模拟结果的比较探讨了以上结果的合理性,并提出了改进计划.这些实验结果为以后该束线的核数据测量和探测器标定实验奠定了基础.     

四个中子跳探戈?

正日本理化所放射性离子束实验发现了"四中子"共振态的存在证据。原子核稳定存在的基本要素是核力。质子和中子间的吸引维持氘核就是一例;氘核基态的结合能是2.2 Me V。但是不存在双质子(2He)或双中子(2n)的束缚态。有趣的是,近年来的理论研究揭示了三体或多体力在束缚轻核方面的重要性。因此,值得探索4个中子构成的系统(即"四中子",tetraneutron)是否存在。日本理化所(RIKEN)进行的放射性离子束实验(RIBF)发现了四中子共振态的证据。这一发现势将改变我们对核力的理解,并为少体系统物理提供新的视角,还将影响到我们关于中子星的认识。     

密闭实验大厅内散射中子注量的模拟研究

为能够快速评判实验测试方案和预估实验结果,建立了中子体通量的快速估算模型。理论上,封闭空间中子平均体通量与特征长度的平方成反比,且中子体通量的大小能反映散射中子注量强弱。采用蒙特卡罗模拟方法,计算得到了密闭实验大厅内中子的体通量,以及不同位置处的散射中子注量,并将模拟得到的体通量和散射中子注量拟合成便于工程实践中应用的解析表达式,拟合结果与模拟结果的相对偏差小于10%。研究结果表明,球形空间内中子的体通量与球半径的1.905次方成反比;密闭实验大厅的中子体通量与大厅横截面宽度的1.948次方成反比,与长宽比的0.775次方成反比;球形空间结构内,每个源中子的平均径迹长度约为半径的5.4倍,而长方体密闭实验大厅内,单个源中子的平均径迹长度为大厅特征尺度的2~3倍。     

4He闪烁裂变中子探测器的中子灵敏度

对4He闪烁裂变中子探测器的中子灵敏度进行了理论和实验研究。采用蒙特卡罗方法模拟了不同能量中子和不同厚度裂变靶产生的裂变碎片在4He中的能量沉积,计算结果表明:中子在4He气中的能量沉积曲线和裂变碎片的能量沉积曲线能够互补,从而使探测器对中子的能量响应变得更平坦;探测器的中子灵敏度为10-15 Ccm2量级。并对探测器的中子灵敏度进行了实验标定,实验结果与理论计算结果较为一致。     

从晕中子核引起核反应中提取对称势

利用同位旋相关量子分子动力学理论研究了中子晕核引起核反应机制中重要的同位旋效应以提取对称势. 因为同位旋相关量子分子动力学理论中的相互作用和介质中核子-核子碰撞截面都灵敏地依赖于碰撞系统的密度分布, 本项研究工作基于中子晕核扩展的密度分布. 该密度分布包含了反应机制中同位旋效应和疏散内部结构的平均特征. 为了弄清楚晕核引起核反应机制的同位旋效应, 在完全相同的入射道条件下, 比较了由中子晕核炮弹引起的同位旋效应和由相等质量的稳定核炮弹引起同位旋效应. 结果发现中子晕核炮弹引起的发射中子-质子比和同位旋分馏比明显大于相等质量稳定弹核产生的结果. 因而可以通过理论结果与实验数据的系统比较提取对称势.     

中子管非中子产物性质

采用两只经过标定的ST401闪烁探测器,测量了脉冲中子管的中子产额,在其中一只探测器前端增加铅板屏蔽,1 cm的铅屏蔽使探测器输出减少了18.20%,在加速器中子源上进行的类似实验表明,0.5 cm的铅使探测器的输出减少了2.90%。对两个中子源上测量的情况进行了蒙特卡罗模拟,加速器实验与模拟符合较好,脉冲中子管实验差别较大。对实验和模拟的情况进行了分析,结果表明:中子管除产生中子外,还会产生数量较多的轫致辐射X射线,这些X射线对准确测量中子管中子产额将造成不良影响。     

中子准直实验装置设计

设计了以中子发生器为源的中子准直实验装置,分别做了不同材料准直器的厚度、准直孔大小改变时,从准直孔和孔周围不同位置射出中子的实验,并将实验中得出的数据与理论值相比较,从而确定该实验装置的使用可行性.     

ICF中子发射时间诊断

 对ICF中子发射时间的诊断技术进行了研究,研制了基于快闪烁体和微通道板式光电倍增管的中子发射时间探测器。在某大型激光原型装置上进行了中子发射时间的实验测量,成功获得多发实验的中子发射时间与打靶激光脉冲的时间及中子发射时间之间的关系。实验结果表明：中子发射时间探测器对DT中子和DD中子都能够响应,中子产额测量下限达到10⁷,时间测量不确定度小于20 ps;CH烧蚀层越厚,中子发射时间越长。     

探测铅核的中子皮

正在示意图中,用一个球中随机放置的彩球描绘核中的质子和中子。实际上,重核中的中子多于质子,中子被向外排斥。在重核的最外层,中子形成一层薄的"皮"。最近,在美国弗吉尼亚的托马斯·杰弗逊国家加速器装置上的铅半径实验(PREX)合作组确定了铅-208中子皮的厚度,铅-208是中子比质子多44个的稳定同位素。这项工作研究的问题与自然界全部4种基本相互作用以及中子星结构有关,并将对多信使天文学及粒子物理产生深远影响。     

准单能中子单粒子效应研究现状

对国际上用于单粒子效应(SEE)研究的准单能中子源进行了相关调研,对产生准单能中子源的7Li(p, n)7Be核反应、装置布局以及表征中子场性质的中子注量率、中子能谱、中子束流轮廓及其均匀性、热中子本底等参数的理论计算及实验测量进行了系统的介绍。进行准单能中子SEE实验要求中子源有较高的中子注量率水平、较大的束流轮廓、较好的束流均匀性以及较低的热中子本底,并且能测量出精确的中子能谱。对准单能中子SEE实验过程以及三种中子SEE截面的尾部修正方法进行了介绍。     

一个奇异中子分布结构存在的判据

通过小液滴模型的中子皮厚度计算出的中子、质子均方根半径之差与实验的比较发现,实验提取的正常核的均方根半径之差与小液滴模型计算基本一致;有奇异中子分布结构(皮或晕)核的均方根半径之差的实验结果比小液滴模型的计算结果有异常增大.提出了一个与分离能相关的有效中子皮厚度,它能很好地反映有奇异中子分布结构核的中子皮厚度的反常增加,建议把它作为奇异中子分布结构存在的判据.     

中子学积分实验

从６０年代开始，我所就开展了聚变中子积分实验，完成了造氚率、裂变率、穿透率及泄漏中子能谱测量等研究课题。１９８７年以来承担了“８６３”计划的聚变裂变混合堆包层中子学积分实验，开展了Ｂｅ、Ｐｂ的１４ＭｅＶ中子倍增率实验，其中Ｂｅ实验为中、美、日国际合作，实验误差为２．８％，实验结果为理论计算提供积分检验。     

中子屏蔽虚拟仿真实验系统的设计与开发

结合兰州大学核学科特色和核工程类专业人才培养方案,从以学习者为中心的角度出发,设计开发了基于LabVIEW和MCNP的中子屏蔽虚拟仿真实验系统。系统采用友好的人机交互界面,通过模拟中子与物质的相互作用过程,可以实现不同种类、不同厚度的中子慢化/屏蔽材料和材料组合对常用中子源辐射场屏蔽效果的模拟仿真以及实验结果的可视化输出。中子屏蔽虚拟仿真实验有助于激发学生的学习兴趣,培养学生的实验探究能力和主动学习能力,加强学生对中子屏蔽相关知识的理解以及常用中子慢化/屏蔽材料性能的掌握,为实习实训和辐射防护相关知识的学习奠定基础。     

D-T中子与平板型聚乙烯材料作用的次级中子角度谱实验研究

基于反冲质子法建立了一种测量D-T中子与平板型宏观样品作用的次级中子角度谱的实验方法.为保证探测器的能量线性并在较低的中子有效测量下阈(0.5 MeV)情况下获得好的中子-伽马射线甄别性能,采用高、低能段分别测量的方法.采用事件记录法,同时记录了次级中子和伴随伽马射线的脉冲形状甄别和脉冲幅度二维信息,利用基于ROOT数据分析平台编写的离线数据分析程序,完成了伴随伽马射线的挑选和扣除,以及高、低两能段反冲质子谱的拼接,并成功的将神经网络技术应用于中子能谱的解谱,获得了D-T中子与9和18 cm厚平板型聚乙烯材料作用的0.5-15 MeV的次级中子角度谱实验结果.实验模型的MC模拟由MCNP5完成,数据库采用ENDF-VI,实验结果和MC计算结果在实验不确定度范围内一致. 关键词： D-T中子 积分中子学 反冲质子法 次级中子能谱     

暗物质或因中子衰变露出马脚

正中子约在14.5 min内衰变,但其确切寿命仍有争议,原因是两类中子衰变实验给出了相互矛盾的测量结果。这一差异可能源于某些未知的实验系统误差,但也可能是因为中子会衰变成看不见的暗物质粒     

中国散裂中子源

正中子是组成原子核的粒子之一,和质子一起组成氢之外其他元素的原子核。1932年,查德威克(J.Chadwick)用α粒子轰击铍,发现从铍放出的射线是一种质量跟质子差不多的不带电的粒子,命名为中子。1935年查德威克因发现中子的重大贡献,获得诺贝尔物理学奖。1936年米切尔(P.Mitchell)和鲍尔斯(P.Powers)采用镭、铍不稳定热中子源在实验上定性地证明了中子的衍射特性。1944年费米(E.Fermi)和津恩     

利用~3He中子监测仪对中子管产额进行实验监测

以自主研制的ZFD-1型中子发生器为例,研究了在不同加速高压下D-D型中子管中子的轴向分布情况,以及影响3He中子监测仪探测性能的一些主要因素.根据所得实验数据拟合图线,可对中子管产生中子的轴向分布进行标定.