围绕中子技术的应用，以中子应用技术为本教材的主线，同时较为全面的介绍了中子理论，有助于学生在全面、系统的了解和掌握中子的相关理论的基础上，更好的学习和掌握中子技术在各领域内的应用。本书系统地介绍了中子的基本性质、常用中子源与中子的产生、中子与物质的相互作用及中子输运、中子及能谱测量、中子剂量测量、中子防护等中子物理的基础知识，同时全面介绍了中子散射、中子活化分析、中子治癌、中子照相技术等中子技术在各领域的应用。
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陈达院士是我国著名核科学与技术专家，中国科学院院士，中共十七大党代表，江苏省第十一次党代会代表，南京航空航天大学教授、博士研究生导师。
目录
前言
第一版前言
第1章 Ｑ方程及其应用 1
1.1 核反应和反应道 1
1.1.1 实现核反应的途径 1
1.1.2 核反应的分类 2
1.1.3 反应道 3
1.2 Q方程 4
1.2.1 反应能 4
1.2.2 质量亏损 5
1.2.3 结合能与比结合能 5
1.2.4 Q方程的推导 6
1.3 反应阈能和临界能量 8
1.4 Q方程的应用 9
1.4.1对于弹性散射Q方程的应用 9
1.4.2当￡a=0时(常温或很低能的核反应) 10
1.5 L系和C系中出射角的转换 11
1.5.1 C系中的能量关系 11
1.5.2*和*的转换关系 12
1.5.3 *的计算 13
1.5.4 L系和C系中的微分截面的转换 14
1.6 中子的基本性质 15
1.6.1 中子的粒子性 16
1.6.2 中子的波动性 17
参考文献 19
第2章 中子源物理 21
2.1 中子的产生及主要指标 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 自发裂变中子源 28
2.3 加速器中子源概况 28
2.3.1 IkeV～20MeV能区的白光中子源 29
2.3.2 20～200MeV准单能中子源 30
2.3.3 白光中子源分类 30
2.3.4 电子直线加速器中子源 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 反应堆中子源 34
2.5.1 堆的基本特征量 34
2.5.2 堆中子的空间分布 35
2.5.3 堆中子监测问题 37
2.6 散裂中子源 38
2.6.1 散裂中子源概述 38
2.6.2 散裂反应过程 39
2.6.3 散裂中子产额 40
2.6.4 散裂中子能谱 40
2.6.5 靶和慢化体 40
参考文献 41
第3章 中子与物质的相互作用 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 中子截面的特点 46
3.1.4 宏观截面 47
3.2 核反应机制 48
3.2.1 核反应过程的三个阶段 49
3.2.2 几种反应机制的特点 50
3.2.3 对各反应机制特点的解释 50
3.3 中子与物质相互作用的物理过程 50
3.3.1 势散射 50
3.3.2 复合核反应 50
3.3.3 中子的辐射损伤效应 53
3.3.4 用于中子探测的几个轻核反应(n,X) 53
参考文献 54
第4章 中子测量技术 57
4.1 中子探测基本原理 57
4.1.1 核反应 57
4.1.2 质子反冲(n-p散射) 58
4.1.3 核活化* 58
4.1.4 核裂变 58
4.1.5 中子强度(注量、注量率)的测量 59
4.2 常用的中子探测器 59
4.2.1 长中子计数器 59
4.2.2 伴随粒子法 60
4.2.3 反冲质子望远镜 69
4.2.4 裂变电离室 72
4.2.5 活化探测器 73
4.2.6 闪烁体探测器 76
4.2.7 半导体探测器 79
参考文献 80
第5章 中子剂量测量方法 82
5.1 基本概念 82
5.1.1 比释动能和吸收剂量 82
5.1.2 剂量当量 83
5.2 中子雷姆计 84
5.3 *混合场的剂量测量 85
5.3.1 总吸收剂量的测量 85
5.3.2 对电离室测量(n,Y)混合场中的吸收剂量 86
5.3.3 双电离室测量(n,y)场吸收剂量的不确定度 88
参考文献 89
第6章 中子能谱测量 91
6.1 反冲质子法测量中子能谱 91
6.1.1 反冲质子微分法 91
6.1.2 反冲质子积分法 91
6.1.3 测量微分中子能谱的核乳胶方法 93
6.2 球形含氢正比管探测器测量中子能谱 94
6.3 特殊核乳胶测量中子能谱的方法 95
6.3.1 载锂核乳胶 95
6.3.2 测量10～20MeV中子能谱的11B乳胶 96
6.4 阈探测器测量中子能谱 97
6.4.1 活化方程 98
6.4.2 用迭代法解中子能谱 98
6.4.3 常用的阈探测器的有关参数 99
6.5 中子TOF谱仪 99
6.5.1 飞行时间法原理 100
6.5.2 快中子TOF谱仪的结构 101
6.5.3 快中子TOF谱仪的分类 101
6.5.4 TOF谱仪的有机闪烁探头 102
6.5.5 快中子TOF谱仪的应用 105
6.6 聚变中子测温 105
6.6.1 聚变中子谱 105
6.6.2 热核聚变中子数 108
6.6.3用TOF法测量聚变中子谱和聚变温度 109
6.7其他中子能谱测量方法 110
6.7.1 多球谱仪 110
6.7.2 基于瞬发丫射线的中子能谱测量 110
参考文献 111
第7章 辖射防护问题 113
7.1 *射线的屏蔽 113
7.1.1窄束*射线在物质中的减弱 113
7.1.2宽束*射线衰减规律 113
7.1.3 *点源的屏蔽计算 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 中子的大气反散射 118
参考文献 120
第8章 宏观中子物理 122
8.1 中子慢化 122
8.1.1 质心系和实验室系的中子散射 122
8.1.2 实验室系的中子散射角余弦的平均值 123
8.1.3 质心系球对称系统的中子散射 123
8.1.4 弹性散射的能量损失 124
8.1.5 不同散射核散射性质的比较 124
8.1.6 不同散射核的慢化能力和慢化比 124
8.1.7 减速中子能谱 125
8.2 中子扩散 127
8.2.1 输运方程的扩散近似 127
8.2.2 简单扩散理论的适用条件 128
8.2.3 扩散方程的边界条件 129
8.2.4 扩散方程的应用 129
8.2.5 单群扩散方程 131
8.2.6 费米年龄方程 134
8.3 中子输运理论 137
8.4 多组理论 137
参考文献 139
第9章 中子输运 141
9.1 一般分析 141
9.2 中子与介质相互作用的物理过程 141
9.2.1 裂变过程 141
9.2.2 辐射俘获过程 142
9.2.3 散射过程 142
9.2.4其他核反应过程 143
9.3 中子输运方程 143
9.3.1 基本物理量的定义 143
9.3.2 中子输运方程的建立 145
9.3.3 中子输运方程的边界条件 146
9.3.4 中子输运方程的共扼方程 147
9.3.5 输运方程的近似处理 147
9.3.6 单群理论 149
9.3.7 与能量有关的输运方程的数值求解方法 152
9.4 微扰理论和灵敏度分析方法 155
9.4.1 反应堆的微扰理论 156
9.4.2 灵敏度分析方法 157
参考文献 158
第10章 中子散射 160
10.1 简史与概要 160
10.1.1 发展历史 160
10.1.2 技术特点 161
10.2 原理及相关理论 161
10.2.1 基本概念 161
10.2.2 基本理论 163
10.3 中子散射实验设备和方法 185
10.3.1 中子源概述 185
10.3.2 稳态反应堆 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 中子反射仪 199
10.3.8 三轴谱仪 200
10.3.9 背散射谱仪 201
10.3.10 自旋回波谱仪 201
10.4 中子散射在基础研究、工业以及国防等领域的应用 202
10.4.1 基础研究 202
10.4.2 生物分子研究 203
10.4.3 工业应用 206
10.4.4 中子散射探雷技术 209
参考文献 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 活化分析公式推导 213
11.1.2 中子能量、通量和反应截面 215
11.1.3 中子活化分析中的标准化方法 218
11.2 快、慢中子活化分析技术 221
11.2.1 常用的中子核反应 221
11.2.2 中子活化分析设备 221
11.2.3 样品制备 223
11.2.4 干扰反应 224
11.2.5 放射性活度测量和核素鉴别 225
11.3 利用反应堆中子的元素分析 228
11.3.1反应堆中子活化分析简介 228
11.3.2 ReNAA的基本操作 231
11.3.3 ReNAA的主要应用 241
11.4 瞬发Y中子活化分析 244
11.4.1 瞬发Y中子活化分析简介 244
11.4.2 PGNAA的基本操作 246
11.4.3 PGNAA的主要应用 248
参考文献 252
第12章 中子治癌 256
12.1 快中子治癌 256
12.1.1 快中子治癌历史 256
12.1.2 物理基础 257
12.1.3 生物基础 258
12.1.4 临床应用 262
12.2 硼中子俘获治疗 263
12.2.1 BNCT 263
12.2.2 B载体 266
12.2.3 中子源 269
12.2.4 前景 270
12.3 252Cf中子刀治疗 270
12.3.1 252Cf中子刀治疗历史 271
12.3.2 应用现状 271
参考文献 272
第13章 中子照相技术 274
13.1 中子照相技术的发展概况 274
13.2 中子照相技术的基本原理、影响因素及分类 274
13.2.1 中子照相技术的基本原理 274
13.2.2 影响中子照相质量的因素 275
13.2.3 中子照相的分类 277
13.3 中子照相装置 278
13.3.1 中子照相装置的组成 278
13.3.2 固定式中子照相装置 278
13.3.3 可移动式中子照相装置 284
13.3.4 中子照相转换屏 292
13.3.5 中子照相成像系统 293
13.4 中子照相的应用 296
13.5 基于中子的元素成像技术 297
13.5.1 基于中子共振成像技术的元素成像技术 297
13.5.2 基于PGNAA技术的元素成像技术 299
13.5.3 发展趋势 301
参考文献 303
第14章 中子测井 304
14.1 热中子测井 305
14.1.1 热中子密度与源距的关系 305
14.1.2 补偿中子测井原理 306
14.1.3 热中子测井技术 307
14.2 超热中子孔隙度测井 312
14.2.1 超热中子通量密度的空间分布 312
14.2.2 超热中子通量密度与源距的关系 313
14.2.3 超热中子测井方法 314
14.3 碳氧比能谱测井 315
14.3.1 地质基础 315
14.3.2 碳氧比能谱测井原理 317
14.3.3 非弹和俘获时间门内测得的*能谱 318
14.3.4 *能谱处理方法 322
14.3.5 碳氧比能谱测井的主要应用 322
参考文献 324
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