什么是中子源?
2011-08-01|文章來源: |瀏覽次數:
 

  中子源是能夠產生中子的裝置,進行中子核反應、中子衍射等中子物理實驗的必要設備。要用中子研究物質的結構,必須有一個適當的中子源。最早使用的是放射性同位素中子源,但強度較低,壽命有限。20世紀用于中子核物理研究的主要中子源,是用低能粒子加速器產生的帶電粒子束轟擊靶而產生的中子,其能量單一、脈沖性好,但中子產生效率較低。反應堆中子源中子通量高,應用最為廣泛,但由于反應堆散熱技術的限制,使其最大中子通量受到限制。

  散裂中子源的出現則突破了反應堆中子源中子通量的極限。

  當高能量粒子如高能質子轟擊重原子核時,一些中子被“剝離”,或被轟擊出來,這個過程稱為散裂。與裂變反應相比,散裂反應釋放的能量較低,但它可以將一個原子核打成幾塊,這個過程中會產生中子、質子、介子、中微子等,有利于開展核物理前沿課題研究和應用研究,且次生中子還會與臨近的靶核作用而產生中子——即核外級聯。一個質子在打靶后大概可以產生20到30個中子,這是散裂中子源的基本條件。

  上世紀80年代起,由質子加速器驅動的散裂中子源,逐漸進入實際應用階段。其原理比較簡單,用高能強流質子加速器,產生1 GeV左右的質子轟擊重元素靶(如鎢或鈾),在靶中產生散裂反應。散裂中子源的特點是在比較小的體積內可產生比較高的脈沖中子通量,能提供的中子能譜更加寬廣,大大擴展了中子科學研究的范圍。