應(yīng)用中子物理學(xué)（第二版）

目錄
前言
**版前言
第1章 Ｑ方程及其應(yīng)用 1
1.1 核反應(yīng)和反應(yīng)道 1
1.1.1 實(shí)現(xiàn)核反應(yīng)的途徑 1
1.1.2 核反應(yīng)的分類 2
1.1.3 反應(yīng)道 3
1.2 Q方程 4
1.2.1 反應(yīng)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(dǎo) 6
1.3 反應(yīng)閾能和臨界能量 8
1.4 Q方程的應(yīng)用 9
1.4.1對(duì)于彈性散射Q方程的應(yīng)用 9
1.4.2當(dāng)￡a=0時(shí)(常溫或很低能的核反應(yīng)) 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(guān)系 11
1.5.2*和*的轉(zhuǎn)換關(guān)系 12
1.5.3 *的計(jì)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(dòng)性 17
參考文獻(xiàn) 19
第2章 中子源物理 21
2.1 中子的產(chǎn)生及主要指標(biāo) 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(zhǔn)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(yīng)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(cè)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(yīng)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(xiàn) 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(diǎn) 46
3.1.4 宏觀截面 47
3.2 核反應(yīng)機(jī)制 48
3.2.1 核反應(yīng)過程的三個(gè)階段 49
3.2.2 幾種反應(yīng)機(jī)制的特點(diǎn) 50
3.2.3 對(duì)各反應(yīng)機(jī)制特點(diǎn)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(shì)散射 50
3.3.2 復(fù)合核反應(yīng) 50
3.3.3 中子的輻射損傷效應(yīng) 53
3.3.4 用于中子探測(cè)的幾個(gè)輕核反應(yīng)(n，X) 53
參考文獻(xiàn) 54
第4章 中子測(cè)量技術(shù) 57
4.1 中子探測(cè)基本原理 57
4.1.1 核反應(yīng) 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(qiáng)度(注量、注量率)的測(cè)量 59
4.2 常用的中子探測(cè)器 59
4.2.1 長中子計(jì)數(shù)器 59
4.2.2 伴隨粒子法 60
4.2.3 反沖質(zhì)子望遠(yuǎn)鏡 69
4.2.4 裂變電離室 72
4.2.5 活化探測(cè)器 73
4.2.6 閃爍體探測(cè)器 76
4.2.7 半導(dǎo)體探測(cè)器 79
參考文獻(xiàn) 80
第5章 中子劑量測(cè)量方法 82
5.1 基本概念 82
5.1.1 比釋動(dòng)能和吸收劑量 82
5.1.2 劑量當(dāng)量 83
5.2 中子雷姆計(jì) 84
5.3 *混合場(chǎng)的劑量測(cè)量 85
5.3.1 總吸收劑量的測(cè)量 85
5.3.2 對(duì)電離室測(cè)量(n，Y)混合場(chǎng)中的吸收劑量 86
5.3.3 雙電離室測(cè)量(n，y)場(chǎng)吸收劑量的不確定度 88
參考文獻(xiàn) 89
第6章 中子能譜測(cè)量 91
6.1 反沖質(zhì)子法測(cè)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(cè)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(cè)器測(cè)量中子能譜 94
6.3 特殊核乳膠測(cè)量中子能譜的方法 95
6.3.1 載鋰核乳膠 95
6.3.2 測(cè)量10～20MeV中子能譜的11B乳膠 96
6.4 閾探測(cè)器測(cè)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(cè)器的有關(guān)參數(shù) 99
6.5 中子TOF譜儀 99
6.5.1 飛行時(shí)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(jī)閃爍探頭 102
6.5.5 快中子TOF譜儀的應(yīng)用 105
6.6 聚變中子測(cè)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(cè)量聚變中子譜和聚變溫度 109
6.7其他中子能譜測(cè)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(cè)量 110
參考文獻(xiàn) 111
第7章 轄射防護(hù)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(diǎn)源的屏蔽計(jì)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(xiàn) 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(shí)驗(yàn)室系的中子散射 122
8.1.2 實(shí)驗(yàn)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(kuò)散 127
8.2.1 輸運(yùn)方程的擴(kuò)散近似 127
8.2.2 簡(jiǎn)單擴(kuò)散理論的適用條件 128
8.2.3 擴(kuò)散方程的邊界條件 129
8.2.4 擴(kuò)散方程的應(yīng)用 129
8.2.5 單群擴(kuò)散方程 131
8.2.6 費(fèi)米年齡方程 134
8.3 中子輸運(yùn)理論 137
8.4 多組理論 137
參考文獻(xiàn) 139
第9章 中子輸運(yùn) 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(yīng)過程 143
9.3 中子輸運(yùn)方程 143
9.3.1 基本物理量的定義 143
9.3.2 中子輸運(yùn)方程的建立 145
9.3.3 中子輸運(yùn)方程的邊界條件 146
9.3.4 中子輸運(yùn)方程的共扼方程 147
9.3.5 輸運(yùn)方程的近似處理 147
9.3.6 單群理論 149
9.3.7 與能量有關(guān)的輸運(yùn)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(yīng)堆的微擾理論 156
9.4.2 靈敏度分析方法 157
參考文獻(xiàn) 158
第10章 中子散射 160
10.1 簡(jiǎn)史與概要 160
10.1.1 發(fā)展歷史 160
10.1.2 技術(shù)特點(diǎn) 161
10.2 原理及相關(guān)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(shí)驗(yàn)設(shè)備和方法 185
10.3.1 中子源概述 185
10.3.2 穩(wěn)態(tài)反應(yīng)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(chǔ)研究、工業(yè)以及國防等領(lǐng)域的應(yīng)用 202
10.4.1 基礎(chǔ)研究 202
10.4.2 生物分子研究 203
10.4.3 工業(yè)應(yīng)用 206
10.4.4 中子散射探雷技術(shù) 209
參考文獻(xiàn) 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(dǎo) 213
11.1.2 中子能量、通量和反應(yīng)截面 215
11.1.3 中子活化分析中的標(biāo)準(zhǔn)化方法 218
11.2 快、慢中子活化分析技術(shù) 221
11.2.1 常用的中子核反應(yīng) 221
11.2.2 中子活化分析設(shè)備 221
11.2.3 樣品制備 223
11.2.4 干擾反應(yīng) 224
11.2.5 放射性活度測(cè)量和核素鑒別 225
11.3 利用反應(yīng)堆中子的元素分析 228
11.3.1反應(yīng)堆中子活化分析簡(jiǎn)介 228
11.3.2 ReNAA的基本操作 231
11.3.3 ReNAA的主要應(yīng)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(jiǎn)介 244
11.4.2 PGNAA的基本操作 246
11.4.3 PGNAA的主要應(yīng)用 248
參考文獻(xiàn) 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(chǔ) 257
12.1.3 生物基礎(chǔ) 258
12.1.4 臨床應(yīng)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(yīng)用現(xiàn)狀 271
參考文獻(xiàn) 272
第13章 中子照相技術(shù) 274
13.1 中子照相技術(shù)的發(fā)展概況 274
13.2 中子照相技術(shù)的基本原理、影響因素及分類 274
13.2.1 中子照相技術(shù)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(dòng)式中子照相裝置 284
13.3.4 中子照相轉(zhuǎn)換屏