中子注量率

物理学术语

所谓中子注量率就是指空间一定点上，单位时间内接收到的不论以任何方向进入以该点为中心的小球体的中子数目除以该球体的最大截面积所得的商，单位是n/(cm^2·s)。中子注量率的测量是中子物理的研究和应用中不可避免的一个环节。在此给出中子注量率的定义及常用测量方法。

定义

单位时间内进入以空间某点为中心的球体的中子数除以该球体的最大截面积所得的商。或者，某点的中子注量率也可定义为：单位体积内所有中子在单位时间穿行距离的总和。中子注量率也被称为中子通量密度(neutron flux)。

测量方法

中子注量率的测量分为绝对测量和相对测量两种。

所谓绝对测量是指不依赖任何中子注量率标准的测定，反之为相对测量。对所有的中子注量率标准都要做绝对测量。在中子反应截面测量中,为了提高测量精确度,也往往要对注量率进行绝对测量。

对不同的中子源和实验条件，要采用不同的方法进行注量率的测定。已建立起来的绝对测量方法可以归纳为四类：反冲质子法、伴随粒子法(又称核反应法)、伴生放射性法（又称活化法）和慢化法。

反冲质子法

利用中子同氢核的弹性散射产生反冲质子，在含氢物质靶相当薄的条件下，某一能量入射中子的注量率同产生的反冲质子数成正比，测定反冲质子数和其他相关的量，就绝对测定了中子注量率。反冲质子法是快中子注量率测量最基本的方法，常作为一级标准。适用于千电子伏以上能区的中子。

伴随粒子法

对于某些中子源，在发射中子的同时伴随着发出一个轻带电粒子,如D(γ,n)p、T(d,n)α等。记录伴随带电粒子的数目就定出了中子的数目。

伴生放射性法

在有些用作中子源的反应中, 例如6Li(p,n)6Be等, 剩余核是放射性的,在衰变过程中发出特定能量的γ射线。测定其绝对强度，就可确定剩余核的数目，从而得到发出的中子数目。

慢化法

此法可分为两种类型，一种是用一个大体积的中子探测器，如液体闪烁计数器。中子进入探测器后主要同氢核发生多次碰撞而损失能量。如果探测器足够大，中子在损失其绝大部分能量之前逃不出去，则每个中子都将通过反冲质子被记录，效率接近100%,从而绝对测定中子注量率。近年来用的黑中子探测器就是按此原理设计的。测量误差约为 3%。适用于几十千电子伏到几兆电子伏能区。

另一种是用吸收体将经过媒质（如水）慢化后的中子吸收而成为放射性核，转而测量放射性核的数目。典型的是锰浴法。锰浴是一个大体积的容器，盛有一定浓度的硫酸锰水溶液。溶液的体积要大得足以保证中子得到充分慢化，中子源位于容器的中心。经过一定时间以后,溶液中的中子数目达到平衡:单位时间内被Mn核吸收的中子数等于中子源发出的中子数（对少量的其他核对中子的吸收要作修正）。因此测定生成核Mn的γ放射性就绝对测定了中子源的强度。误差小于 1%。作为标准的Ra-Be、Am-Be中子源常用此法来测定其强度。类似的还有钒浴法、定向锰浴法等。

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