中子发现历程背后的几位科学家

20世纪30年代,自由中子的发现是原子核物理学史上的一座里程碑,有着重要的时代意义和思政教学意义.在中子探测的发展历史中,涌现出了一大批自然科学家,他们对后来原子核的组成和核能的利用都做出了不可磨灭的功绩,文中以中子的发现历程为线索,重点摘取了几位突出的科学家对此的相关贡献.     

中子中子碰撞产生超高能中子问题模拟

ICF的聚变靶丸中,高能中子相互之间发生碰撞将导致超高能中子的产生,推导中子中子碰撞与超高能中子产生的关系,研究利用蒙特卡罗方法确定碰撞后中子速度的方法,通过求解非线性中子输运方程及对DT聚变小球中的中子输运问题进行数值模拟,研究中子与中子碰撞产生超高能中子及其与聚变中子源强的关系问题.     

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。     

新丰中子核素208Hg的发现

新丰中子同位素208Hg,首次从30MeV/u的12C束轰击厚的天然铅靶反应产物中被鉴定出来,208Hg的鉴别基于二步化学分离及γ活性分析,第一步,借助于在本工作中所发展起来的熔化靶装置和一种特殊的热色谱技术,实现了Hg元素产物高效、高选择性的分离,第二步则是周期性的提取随着收集样品中的丰中子Hg同位素的β—衰变而生长起来的Tl元素,在提取的Tl样品中,观察到能量为2614.6keV、半衰期为191±10~4 50s的γ活性,它只能被指定为208Hg的β—衰变子体208Tl,将测得的208Hg半衰期42±23 12min与理论预言进行了比较。 The new neutron-rich isotope 208Hg was identified for the first time from the reactionproducts in a thick natPb target bombarded by a 30MeV/u 12C beam. The identification of 208Hg wasbased on two-step chemical separation and γ activity analysis. The first step was the release,separation and collection of Hg element products with a high efficiency and good selectivity bymeans of a melt target device and a special thermochromatographic technique developed in presentwork. The second step was..     

脉冲中子探测系统的中子灵敏度能量响应

为了获得脉冲中子探测系统的中子灵敏度能量响应，编制了适合裂变中子测量探测系统灵敏度能响的一系列专用程序，研究了相应的实验标定技术，采用理论计算和实验验证相结合的方法，对几套探测系统中子灵敏度能量响应进行了研究，初步解决了标定需要的“单能、脉冲、高强度、多个不同能量的中子源”问题，使不确定度大大提高，满足了测量的要求。     

极化中子技术

极化中子技术是利用中子的自旋与样品及磁场的相互作用进行测量的一种技术,是中子散射技术中的重要组成部分。极化中子技术已经成功地应用于磁性、强关联、纳米、自旋电子、高分子和生物等材料中,为前沿材料学研究与工业应用提供了所亟需的探测与表征手段。另外,极化中子也被广泛应用于核物理和粒子物理相关领域的基础测量。文章对极化中子技术的发展进行了简要的介绍,概括了极化中子实验所涉及的理论知识,以及在实验中所使用的主要技术,并在此基础上展示了当前极化中子技术在科研中的应用及其所使用的实验装置。     

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.     

以核能为中心的中子工作

本文简要地介绍并评述了中国原子能科学研究院现在正在进行的和将要进行的与核能相关的、特别是与聚变能相关的中子实验工作． Neutron expertrients related to the development of nuclear energy, especially fusion energy,in CIAE at Ptesent and in the near future are briefly introduced and reviewed.     

中子单色化新方法

提出了中子单色化的新想法，并从理论上给出了具体的处理方法．以石墨、硅及锗为例演示了新方法的应用，并得到满意结果．将新方法与三组双晶法作了比较，二者效果相差无几，但是新方法简单易行且节省费用 关键词：     

氧化镁中子过滤器研究

核电厂反应堆乏燃料水池格架材料在生产和使用过程中需要对其中子吸收性能进行监测和检测,针对这两方面需求,研制了乏燃料水池格架B₄C＿Al材料的中子吸收性能检测设备。为了降低检测过程中超热中子本底的影响,考虑采用氧化镁超热中子过滤器滤除超热中子。对10和5 cm氧化镁单晶的中子透射率与宏观总截面进行了理论计算,对慢化体表面中子成分进行蒙特卡罗模拟计算并开展实验测量。实验结果表明,10 cm氧化镁对采用8 cm聚乙烯慢化后的²⁵²Cf中子源的中子透射率为60.16%,相对镉比值比未加10 cm氧化镁时提高了93.85%,证明常温下采用氧化镁单晶做B₄C＿Al检测装置的超热中子过滤器是可行的。     

1932年5月:查德威克描述中子的发现

<正>(译自APS News,2007年5月)直至20世纪20年代时,物理学家都知道原子大部分的质量位于其中心的原子核中,而这个中心核中含有质子。1932年5月,查德威克(James Chadwick)宣布原子核中还有一个新的、不带电的粒子,他称之为中子。     

中子相衬层析成像方法

介绍了中子相衬和中子层析的工作原理，提出了中子相衬层析成像方法.这种方法兼备了相衬和层析的各自优点，不采用干涉术，能高分辨率地重构待测样品的三维空间位相分布，能测试和分辨吸收系数非常相近样品的空间结构. 关键词： 相衬 层析 中子相衬 中子层析     

中子学实验近期进展

文章作者采用核活化法和核裂变法实验研究了加速器D-T中子、D-D中子以及~(252)Cf自发裂变中子在纯水泥体上的反射中子,获得了反射中子引起的6种高阈能活化箔的活化反应率以及~(235)U(包镉)和~(238)U裂变反应率.采用反冲质子法测量了4种厚度(4.5,9,18,27cm)聚乙烯板的角度中子谱.获得了聚乙烯铁铍组合壳体内距装置中心0,9.7,12.8和17.3cm 4个位置1MeV以上的中子能谱.采用铝核素标准截面相对测量法,获得了~(175)Lu、~(89)Y核素的(n,2n)反应截面.文章还分析了实验的不确定度.     

中子小角散射讲座：第一讲中子小角散射

中子小角散射是通过分析长波长中子(0.2—2 nm左右)在小角度内的散射强度来研究大小在几十到几千埃范围内的物质结构的一种专门的测量技术. 现在我们考虑波长为 0.1—1nm的一束中子,通过准直,使其发散度尽可能在 10-2ad以下.当这样的中子束照射在一样品上时,穿透样品的中子束强度衰减,同时在透射束的周围(大约为5°以下的角度范围内),出现了强度连续变化的散射中子,并没有产生通常的中子衍射图案,这种现象称为中子小角散射.它能给出比中子波长大几十、几百乃至上千倍大的尺度上的有关物质结构的信息. 散射样品中散射密度的不均匀,会产生中子…     

聚变中子能谱测量系统脉冲中子灵敏度的实验研究

为多种复杂环境下的稳态和脉冲DT聚变中子能谱测量建立了一种灵敏度优化反冲质子磁谱仪. 使用成像板和同位素α源测量了谱仪的反冲质子能量-位置投影关系. 利用稳态加速器中子源平台、通过单粒子计数方法结合三维带电粒子输运程序模拟,研究了谱仪脉冲中子灵敏度能量响应. 通过高探测效率参数设置使谱仪对DT中子的探测效率达到2×10^-5 cm²水平,从而在较弱中子源上获得了较高统计精度实验数据. 程序模拟结果与谱仪α粒子刻度和DT中子标定实验结果取得了良好的一致性,可由此发展精细解谱技术,以提高脉冲中子能谱测量的灵敏度和能量分辨. 关键词： 聚变中子能谱 磁反冲质子 脉冲中子灵敏度 粒子输运     

中子半影成像的散射中子对点扩展函数的影响

基于ICF中子半影成像分辨力的要求,利用蒙特卡罗方法,模拟了4种系统模型的点扩展函数,分析半影孔装置、靶室和中子束流通道的钢管、高密度内爆靶丸的散射中子对点扩展函数的影响;模拟了平面中子源在4种模型中的半影成像,并用维纳滤波方法重建,分析了散射中子对中子半影成像诊断的影响。模拟结果表明:半影孔装置、靶室等的散射中子不会造成点扩展函数的变形,仅仅增加本底,对诊断的影响可以忽略;高密度内爆靶丸的散射中子会造成点扩展函数的平滑,但对诊断的影响有限。