【文章內(nèi)容簡介】 的反沖質(zhì)子數(shù)為 Np， 則中子注量 φn應(yīng)為： ?/pn N??圖 4 半導(dǎo)體望遠鏡結(jié)構(gòu)示意圖 ? MeV中子注量的測量和不確定度 用 D(d,n)3He反應(yīng)產(chǎn)生 MeV中子 。 氘束能量 200 keV， 測得的反沖質(zhì)子譜如圖 5所示 。 需進行下列修正： 靶頭散射修正 靶與望遠鏡之間物質(zhì)引起的衰減和散射修正 輻射體面積修正等等 。 ? 不確定度主要來自下列因素： ? m值計算 ， 樣品稱重 ， 距離測量 ， 中子散射及本底和計數(shù)統(tǒng)計等 。 ? 合成不確定度為 ％ 。 圖 5 用半導(dǎo)體望遠鏡測量 MeV中子的反沖質(zhì)子譜 三 、 5～ 18 MeV 能區(qū) ? 反沖質(zhì)子望遠鏡是這個能區(qū)中子注量（ 率 ） 絕對測量的主要裝置 ? 測量原理和計算公式與上述半導(dǎo)體望遠鏡完全相同； ? 由于中子能量高 ， 各種本底相當強 ， 必須采用符合方式來測量 。 ? 輻射體中產(chǎn)生的反沖質(zhì)子先穿過 ΔE探測器 ， 在其中損失很小一部分能量后再進入 E探測器耗盡其全部能量 。 ? 用 ΔE及 E探測器產(chǎn)生的脈沖進行符合 ，用符合脈沖開門去記錄 E探測器的脈沖幅度 ， 大大降低本底影響 。 ? 還可以用來進行中子能量的測量 。 ? 合成不確定度為 ％ 。 ? ΔE 探測器可以是一個或兩個相接的薄窗氣體正比計數(shù)器 ? 或是一個穿透型的硅半導(dǎo)體探測器 ? E探測器是 CsI晶體或金硅面壘耗盡型探測器 。 ? 根據(jù)所用的 ΔE探測器數(shù)目 ， 采用兩重或三重 ΔEE符合裝置 。 圖 6 反沖質(zhì)子望遠鏡結(jié)構(gòu)示意圖 圖 7 用閃爍望遠鏡測量 MeV中子的反沖質(zhì)子譜 四 、 伴隨粒子法 ? 1. 伴隨放射性法 ? 在某些核反應(yīng) A(a,n)B中 ， 發(fā)射出的中子 n和產(chǎn)物 B是一一對應(yīng)的 ? 如果伴隨產(chǎn)物 B具有特定的放射性 ，例如發(fā)射出具有適當半衰期和合適能量的 γ射線等 ， 那么 ， 準確測量這些 γ射線的強度 ， 就可以得到產(chǎn)物 B的數(shù)目 ， 也就可以準確推算出該核反應(yīng)產(chǎn)生的中子數(shù)目來 。 ? 7Li(p,n)7Be的反應(yīng)產(chǎn)物 7Be通過電子俘獲以 半 衰 期 ， 分 支 比 %（ 1177。 %） 衰變到 7Li激發(fā)態(tài) ， 然后立即放出 keV 的 γ射線退激發(fā) 。 ? 如果用 γ譜儀絕對測量 Li靶的 γ射線強度 ，推算出 7Be 生成的總數(shù) NBe ， 考慮7Li(p,n)7Be中子源的角微分截面 ， 就可以相當準確地求得這個中子源在某個 θ方向的中子注量率 φ(En,θ)。 ? 適用的中子能區(qū)約在 100keV和幾十 keV ? 中子在質(zhì)心系基本各向同性 。 ? 比值的不確定度約 2%。 ? ??????????d)(dd)(ddN),E(4Ben＝ 2. 伴隨粒子法 核反應(yīng)產(chǎn)生中子的同時，還伴隨產(chǎn)生重帶電粒子，如 3H(d,n)4He的 4He核（即 α粒子）等 ? 記錄這些粒子，通過反應(yīng)運動學(xué)關(guān)系，可對中子注量率進行準確測定，這稱作伴隨粒子法。 ? 主要介紹伴隨 α 粒子法、伴隨質(zhì)子法， ? 其設(shè)備簡單，準確度可高達 1％～ 2％，可及時反應(yīng)瞬時中子注量率的變化。 ? 1） 伴隨 α 粒子法 ? 核反應(yīng) d+T?n＋ 4He＋ MeV， ? 中子和 α粒子（即 4He核）一 一對應(yīng) ? 在與入射氘束成 φ角的 ΔΩα立體角內(nèi)，測得有 Nα個 α粒子時，則相當于在與入射氘束成θ角的單位立體角的中子注量為： ???? ANEdn ???? ),(? 測量不確定度主要來源 ? 幾何尺寸的測量 ? 靶點漂移 ? 各向異性因子的計算 ? TiT靶中 T隨靶深度分布的均勻性 ? 其他核反應(yīng)產(chǎn)生的帶電粒子本底等 ? 合成不確定度為 1％至 ％。 2） 伴隨質(zhì)子法 ? 當氘束能量為 200 keV左右時 ? 利用 D(d,n)3He獲得 MeV的單能中子，通過測量3He粒子數(shù)來測定中子注量，但 3He粒子能量較低，僅 MeV，不易和散射的入射 d核分開 ? d+D?p+t 的質(zhì)子能量約 3～ 4 MeV，易于測準 ? 用厚的 Si探測器對它進行測量，效率不難達到 100％ ? 與入射氘束成 φ角處 ?Ωp立體角內(nèi)單位時間內(nèi)記錄到Np個質(zhì)子，則相當于在與入射氘束成 φ角處單位立體角內(nèi)的中子注量率為 ： pppdn ANE???),(??五、 長計數(shù)器 結(jié)構(gòu)和測量原理 ? 是一種簡便、可靠的中子探測器 ? 突出優(yōu)點是探測效率隨中子能量變化緩慢，能在強 γ本底場下工作 ? 用它不能直接進行中子注量率的絕對測量，效率需要經(jīng)過校準 ? 廣泛用作中子注量率測量的次級標準。 ? 各國中子計量實驗室的常備設(shè)備。 ? 計數(shù)器由 BF3正比計數(shù)管、聚乙烯慢化體、碳化硼熱中子屏蔽層和鋁殼組成。 ? 慢化體是直徑 380 mm，長度為 450 mm的聚乙烯圓柱，中心插有 BF3正比計數(shù)管。 ? 計數(shù)管外殼為不銹鋼或無氧銅，外徑 27 mm，厚 mm，內(nèi)充 10B濃縮度為 95％的 BF3氣體，壓力在 30～ 60 kPa之間，工作電壓在 1 000～ 2 000 V之間。 ? 聚乙烯慢化體分兩層，中間夾有一層含硼聚乙烯，用以屏蔽周圍的本底中子。在慢化體前表面擋有一層厚 mm的鎘片，用以吸收熱中子本底。 ? 長計數(shù)器的效率 εΩ定義是 I(θ)— 長計數(shù)器表面法線方向單位立體角內(nèi)的入射中子數(shù)目； N — 扣除本底后長計數(shù)器的凈計數(shù) 本底用擋錐法測量或用 1／ r2 規(guī)律測定。 )(/ ?? IN??565keV國際比對結(jié)果 144keV國際比對結(jié)果 144keV國際比對結(jié)果 第五節(jié) 中子的能量測量 ? 中子數(shù)目隨能量的分布稱作中子能譜 1. 直接測量中子的速度（飛行時間法） ? 關(guān)鍵是測量中子飛行的時間，主要是確定起飛時間 ? 脈沖中子源（產(chǎn)生脈沖的電信號，與中子出發(fā)的同時信號） ? 同時發(fā)生的事件（伴隨粒子，裂變中子與裂變碎片等） ? 對 14MeV中子測量的時間分辨要求是 ns量級 ? 對熱中子是 μs量級。 2. 通過測量核反應(yīng)產(chǎn)物的能量 ? 反沖核（質(zhì)子）（核乳膠 —測量徑跡長度，射程的長度，質(zhì)子的能量） ? 3He（ n， p） T， 6Li（ n， α） T， ? 目前 3He（ n， p） T用得最多，尤其在幾百 keV～ 2 MeV能區(qū)。主要是測量產(chǎn)物核（ p+T）的總能量 ? 放熱反應(yīng)，熱中子可以產(chǎn)生 762keV 能量，可以用于能量刻度。 3. 通過與已知中子能量關(guān)系的核反應(yīng)幾率推算入射中子的能量 ? 閾探測器 — 用具有不同反應(yīng)閾能的中子活化片 ? 多球譜儀 — 用一組不同直徑的聚乙烯球內(nèi)放置同一個熱中子探測器。對不同的球，由于中子的慢化程度不同，因此有不同的響應(yīng)，對同樣的入射中子有不同的計數(shù)。 第六節(jié) 中子的反應(yīng)截面測量 ? 入射中子與靶核發(fā)生核反應(yīng)的幾率 ? 單位 m2—巴恩（ barn） 1b=1024cm2 ? 在熱中子能區(qū)，中子主要顯示波動性，截面近似 πλ， λ是中子波長 λ=9/E1/2（ E 單位 eV， λ， cm） ? 在快中子能區(qū)，中子主要顯示粒子性，反應(yīng)截面和原子核的橫截面 πR2相當 ， R是原子核的半徑， R≈1013A1/3（單位，cm） ? 反應(yīng)截面根據(jù)反應(yīng)的類型分為：全截面，彈性、非彈性散射截面，俘獲截面，吸收截面和裂變截面， …… 等等。 ? 截面的測量有相對測量和絕對測量，相對測量是相對于已知的截面測量其比值，它的準確度常常決定于已知的截面值。絕對測量往往關(guān)鍵是中子注量測量的準確度。當然，與使用的中子源的能譜，散射中子的影響等因素都有關(guān)系。因此，要求有周密的考慮和深入的研究和豐富的經(jīng)驗。 第七節(jié) 中子劑量測量 ? 它包括吸收劑量 、 劑量當量 、 照射量以及比釋動能等概念 。 ? 通過中子注量與劑量當量的轉(zhuǎn)換因子 ，可以得到相應(yīng)的劑量當量 。 ? 國際輻射防護委員會 （ ICRP） 1990年發(fā)表了第 60號報告 ? 第 一 次 引 入 了 輻 射 權(quán) 重 因 子 WR（ radiation weighting factors） 來代替過去用的品質(zhì)因子 Q。 ? 主要認為品質(zhì)因子 Q是對某點的吸收劑量加權(quán) ， 這是隨機的 ， 而權(quán)重因子是對輻射的品質(zhì)加權(quán) ， 是平均的效應(yīng) 。 表 5 輻射權(quán)重因子 類型和能量范圍 輻射權(quán)重因子 WR 各種能量光子 1 各種能量電子和 μ介子 1 中 子 10 keV 5 10～ 100 keV 10 100 keV～ 2 MeV 20 2～ 20 MeV 10 20 MeV