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中子相互作用

时间:2022-02-14 理论教育 版权反馈
【摘要】:中子可以由许多源产生。自发裂变的核素252Cf发射出具有各种动能的中子。中子作为这种轰击的产物被释放。中子是不带电的粒子,主要靠“撞球”或“敲打式”撞击与吸收物的原子核发生相互作用。在弹性敲打式碰撞期间,当原子核质量和中子质量相等时,从中子传递到核的能量是最大的。高能带电粒子常常从由于与中子的非弹性相互作用而受激的原子核中被驱逐出来。

中子可以由许多源产生。能量的分布取决于产生“自由”中子的方法。慢中子、中速中子和快中子(见表4-1)存在于核反应堆的堆芯中。自发裂变的核素252Cf发射出具有各种动能的中子。这种核素已经包装成针状,用于植入疗法中。中子束可以从回旋加速器和其他加速器中获得。在这些加速器里,低Z原子核(如3H或9Be)被高速运动的正电荷粒子(如1H、2H、3H)轰击。中子作为这种轰击的产物被释放。来自这些设备的中子的能量分布取决于靶材料和轰击粒子的类型和能量。

表4-1 根据动能对中子的分类

中子是不带电的粒子,主要靠“撞球”或“敲打式”撞击与吸收物的原子核发生相互作用。若粒子的动能守恒,则敲打式撞击是弹性的; 当动能的一部分用来激发原子核时,这种碰撞是非弹性的。在弹性敲打式碰撞期间,当原子核质量和中子质量相等时,从中子传递到核的能量是最大的。如果吸收媒质是组织,则在氢核与中子的撞击中每次碰撞所传递的能量最大,因为氢核(即质子)的质量与一个中子的质量接近。组织中的大多数原子核都是氢核,氢核弹性碰撞的截面比组织的其他成分都要大。由于这些原因,与氢核的弹性碰撞导致动能小于10Me V的中子在组织中淀积大部分能量。

对于动能大于10Me V的中子,非弹性散射同样也引起能量在组织中的损耗。很多非弹性相互作用发生在原子核而不是氢。高能带电粒子(比如质子或α粒子)常常从由于与中子的非弹性相互作用而受激的原子核中被驱逐出来。

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