【正文】 重因子是對輻射的品質(zhì)加權(quán) ， 是平均的效應(yīng) 。 ? 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 。因此，要求有周密的考慮和深入的研究和豐富的經(jīng)驗。絕對測量往往關(guān)鍵是中子注量測量的準確度。 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。 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。 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)。 ? 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。 ? 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。 ? 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。 ? 各國中子計量實驗室的常備設(shè)備。 ? 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 ％。 ? ??????????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)運動學關(guān)系，可對中子注量率進行準確測定，這稱作伴隨粒子法。 ? 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 。 %） 衰變到 7Li激發(fā)態(tài) ， 然后立即放出 keV 的 γ射線退激發(fā) 。 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 。 ? 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體探測器 ? E探測器是 CsI晶體或金硅面壘耗盡型探測器 。 ? 還可以用來進行中子能量的測量 。 ? 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 。 ? 合成不確定度為 ％ 。 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 。 ? 中子打在聚乙烯 （ CH2） 上產(chǎn)生的反沖質(zhì)子用全耗盡型金硅面壘型半導體探測器記錄反沖質(zhì)子數(shù) ? 測得的反沖質(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 。 )(2)11( 11212121122222 htghtghhLnhhhLnhI ?? ??????? RLh /11 ?RLh /22 ?? 中子能量為 200 keV時測得的反沖質(zhì)子譜 ? 合成不確定度為 ％ 。 ? 這個電壓比為： d1 — 陰極直徑； d2 — 場管直徑； d3 — 陽極直徑 。 ? 陽極和陰極分別加正負高壓 ， 場管接地 。 陰極材料可以很薄 ， 以便減少本底 。 ? 陽極是直徑為 20～ 50 μm的鍍金鎢絲 ， ? 陰極直徑為 50 mm的薄黃銅管 ， 兩端是直徑為 6 mm的不銹鋼場管 ， 場管用來確定計數(shù)管的靈敏體積 。 ? 一個典型的正比計數(shù)管 ， 其結(jié)構(gòu)示于圖 3。 % ? 目前對中子源強測量的不確定度 ， ? 252Cf中子源可達 %， ? AmBe中子源則略好于 1%。 采用循環(huán)式結(jié)構(gòu)有以下優(yōu)點： ? ① 探測器放在錳池外面 ， 降低本底； ? ② 可以邊照射邊測量 ， 可獲得更小的統(tǒng)計不確定度 ， 降低測量下限 ? 一般測量源強范圍可從 105～ 107 s1。 錳浴裝置結(jié)構(gòu) ? 一個裝滿硫酸錳水溶液 、 尺寸足夠大的錳池和 γ射線探測器 。 ? 在計算中子源強 Q時還要考慮一些修正 。 錳浴法的基本原理 ? 中子源放在裝滿硫酸錳水溶液的錳池中心 ? 中子在溶液中被慢化 ， 被各種核所俘獲 ? 55Mn俘獲中子后生成 56Mn， 56Mn經(jīng) β衰變（ T1/2= 5 h） ， 同時放出 γ射線 。 五．量熱法 ? 靈敏度很低 ? 絕對測量方法 ， 準確度高 ? 制作要求很高 ? 用得并不多 第三節(jié) 中子源強度測量 ? 目前放射性核素中子源在科研、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)各方面得到了廣泛的應(yīng)用 ? 凡是使用的中子源都要知道其強度，尤其用于校準各種中子測量儀表或測量一些重要的核數(shù)據(jù)，就要準確測定中子源的強度。 ? 197Au（ n， γ） 198Au 是測量熱中子最常用的方法 ， 197Au唯一的同位素 ， 易于得到高純樣品 ， 衰變方式簡單 ， 產(chǎn)物核射線能量適中 ， 半衰期合適 ， 易于測量 ， 熱中子截面準確測量 。 ? 用 235U測量快中子時 ， 對熱中子靈敏度比快中子高得多 ， 要特別注意散射中子和其他低能中子的貢獻 。 ? 在較高能量時 ， 做成固體輻射體 （ 如聚乙烯 ） 或含氫的塑料閃爍體 。 ? 中子能量不同 ， 采用不同方法 。 ? 常用氫的反沖來探測中子 ， 反沖氫核也稱作反沖質(zhì)子 。 ? 是探測快中子的主要方法 。 ? 測量 1 MeV以下中子能譜有其突出優(yōu)點 ， 熱中子產(chǎn)生的脈沖幅度 ， 可以用作能量刻度 （ 相當于 764 keV） 。 要加入重的惰性氣體 （ 如 Ar、 Kr、 Xe等 ） ， 使其對 γ射線探測的靈敏度增加 ， 不適用于強 γ射線情況下使用 。 ? 它沒有合適 的氣態(tài)化合物 ， 所以只能做成固體材料 ， 如 6LiI晶體或鋰玻璃 ， 6LiI晶體容易潮解 ， 因此用得不多 。這一反應(yīng)道幾率占 %。 ? 天然硼中 10B的含量僅為 %， 常采用 10B含量達 96%的濃縮硼 。 ? σ0熱中子的反應(yīng)截面 。 ? 中子探測主要利用核反應(yīng)法、核反沖法、核裂變法、活化法和量熱法等。 ? 表 4列出了有關(guān)過濾束的情況 。 下列過濾束可獲得準單色中子 ? 鐵 keV ? 硅 144 keV ? 鈧 2 keV ? 238U 186 eV ? 通常都是準直束 ? 中子注量率一般 103～ 105s1 ? 通常用幾種材料做成復合過濾器 。 ? 利用石墨對中子很快慢化而吸收很少的特點 ，可以獲得很強的熱中子源 。 ? 總的中子能譜是很復雜的，為了得到某些能量的中子，采取下列措施引出近似單色中子 。cm2以上 ， 另外還有特殊用途的脈沖式反應(yīng)堆 。 （三）反應(yīng)堆中子源 ? 反應(yīng)堆有多種類型 ， 各有不同特點和用途 ? 有活性區(qū) 、 反射層 、 屏蔽層和控制系統(tǒng)等 ? 對研究用的反應(yīng)堆還有各種實驗孔道 ? 作為中子源主要是研究型反應(yīng)堆 ， 其功率從幾兆瓦到幾十兆瓦 ? 中子注量率 1012～ 1014 s1 核反應(yīng) 中子能區(qū) MeV 入射粒子能區(qū) MeV 產(chǎn)生第二組能量中子核反應(yīng) 閾 MeV D(d， n)3He ～ ～ D(d,np)D T(d,n)4He 12～ 20 ～ T(d,np)T T(p,n)3He ～ ～ T(p,np)D 7Li(p,n)7Be ～ ～ 7Li(p,n)7Be*1） ? 目前用作中子源的加速器主要有： ? 高壓倍加器 （ 或中子發(fā)生器 ） ? 靜電加速器 （ 包括串列式 ） ? 回旋加速器 ? 直線加速器 。 ? 這類中子源的特點是： ? ① 強度高 ， 一般可達 108～ 1012 s1， 甚至可以達到 1015 s1； ? ② 可以在很寬的能量范圍內(nèi)產(chǎn)生單能中子； ? ③ 還可以產(chǎn)生脈沖中子束； ? ④ 在加速器不運行時 ， 沒有強的放射性 。g） MeV MeV 1013/（ s 7） a （ 177。 表 2 252Cf的主要特性 衰 變 方 式 α衰變 % 自發(fā)裂變 % 半衰期 （ 總的 ） α衰變半衰期 自發(fā)裂變半衰期 （ 177。 ? 表 2 列出了 252Cf 中子源的主要特性 。