第1章 中子

1.1中子的特性

1.1.1中子质量

1.1.2中子电荷

1.1.3中子的衰变与半衰期

1.1.4中子的自旋

1.1.5中子的磁矩

1.2中子源

1.2.1中子按能量的分组

1.2.1.1慢中子

1.2.1.2中能中子

1.2.1.3快中子

1.2.1.4极快中子

1.2.1.5相对论中子

1.2.2放射性核素中子源

1.2.2.1 （α，n）反应型中子源

1.2.2.2 （γ，n）反应型中子源

1.2.2.3自发裂变型中子源

1.2.3加速器中子源

1.2.3.1用于产生中子的加速器

1.2.3.2 （p， n）反应

1.2.3.3 （d， n）反应

1.2.3.4（γ，n）反应

1.2.3.5中子管

1.2.4反应堆中子源

1.2.4.1直接裂变中子谱

1.2.4.2堆内慢化中子谱

1.2.4.3脉冲反应堆

1.3中子与核的相互作用

1.3.1复合核、中子与核作用的分类

1.3.1.1复合核

1.3.1.2中子与核作用的分类

1.3.2中子截面

1.3.2.1截面

1.3.2.2全截面

1.3.2.3分截面

1.3.2.4微分截面

1.3.2.5角截面

1.3.2.6能谱截面

1.3.2.7能谱角截面

1.3.3弹性散射

1.3.3.1弹性散射截面

1.3.3.2弹性散射中的能量关系

1.3.4非弹性散射

1.3.5核反应

1.3.5.1核反应机制

1.3.5.2发射带电粒子的（n， p）与（n， α）反应

1.3.5.3辐射俘获反应（n，γ）

1.3.5.4生成两个以上核的反应（n，2n）、（n，np）、（n，3n）

1.3.5.5核对中子的共振吸收

1.3.6核裂变

1.3.6.1裂变碎片

1.3.6.2瞬发中子与γ量子

1.3.6.3缓发中子

1.3.7中子与电子的磁相互作用

1.3.8各截面间的相互关系

1.4中子与物质的相互作用

1.4.1中子慢化

1.4.1.1中子与核碰撞能量、角度关联

1.4.1.2中子碰撞后能量分布

1.4.1.3平均碰撞次数

1.4.1.4平均对数能降

1.4.1.5热化与扩散

1.4.2热中子、超热中子与冷中子

1.4.2.1中子的最概然速度vkj与最概然能量Ek

1.4.2.2中子的平均速度v -

1.4.2.3中子的平均能量E

1.4.3中子扩散与特征参数

1.4.3.1自由程

1.4.3.2穿行距离

1.4.3.3迁移长度λt

1.4.3.4减速长度Ls

1.4.3.5扩散长度L

1.4.3.6徙动长度M

参考文献

第2章 中子探测与中子探测器

2.1中子探测原理

2.1.1核反应法

2.1.2核反冲法

2.1.2.1微分测量方法

2.1.2.2积分测量方法

2.1.3核裂变法

2.1.4核激活法

2.2中子探测器特性

2.2.1中子探测器的主要技术特性

2.2.1.1探测器效率

2.2.1.2时间分辨

2.2.1.3 n-γ 甄别

2.2.1.4脉冲幅度分辨与能量分辨

2.2.1.5灵敏度

2.2.2中子探测器的分类

2.2.3中子探测器的设计

2.3核反应型中子探测器

2.3.1用于中子探测的核反应

2.3.1.1选择核反应的因素

2.3.1.2几种常用的核反应

2.3.2基于10B反应的探测器

2.3.2.1硼电离室（衬硼电离室、BF3电离室）

2.3.2.2BF3正比计数管

2.3.2.3衬硼正比计数管

2.3.2.4载10 B-ZnS （Ag）慢中子屏与中子杯

2.3.2.5载硼核乳胶

2.3.2.6 10B-Na1（Tl）中子探测器

2.3.3基于锂反应的探测器

2.3.3.1碘化锂（铕）闪烁体

2.3.3.2锂玻璃（铈）闪烁体

2.3.3.3载6Li-ZnS （Ag）中子闪烁探测器

2.3.4基于氦反应的探测器

2.3.4.13He正比计数管

2.3.4.2电晕管

2.3.5载11B-ZnS（Ag）核反应型快中子屏

2.4核反冲型中子探测器

2.4.1反冲质子正比计数器

2.4.2反冲质子电离室

2.4.3有机晶体闪烁体、液体闪烁体与反冲质子核乳胶

2.4.3.1蒽晶体

2.4.3.2茋晶体

2.4.3.3液体闪烁体

2.4.3.4反冲质子核乳胶

2.4.4塑料闪烁体

2.4.4.1塑料闪烁体组成

2.4.4.2发光机理

2.4.4.3光输出

2.4.4.4闪烁衰减时间

2.4.4.5光传输与闪烁衰减长度

2.4.4.6温度效应

2.4.4.7耐辐照性能

2.4.4.8掺杂塑料闪烁体

2.4.5有机玻璃-ZnS（Ag）反冲核型快中子屏

2.5核裂变型中子探测器

2.5.1中子诱发的裂变反应

2.5.2裂变室

2.5.2.1裂变室的工作原理

2.5.2.2裂变室的特性

2.6核激活型中子探测器

2.6.1中子激活指示器

2.6.1.1工作原理

2.6.1.2中子激活指示器材料的选择与制作

2.6.1.3中子激活指示器的特点

2.6.1.4部分中子激活指示器

2.6.1.5中子阈探测器

2.6.1.6中子激活箔

2.6.2自给能中子探测器

2.6.2.1工作原理

2.6.2.2自给能中子探测器的主要特性

2.6.2.3自给能中子探测器的分类

2.6.2.4自给能中子探测器的优缺点

2.6.2.5俄罗斯Д113—1M型自给能中子探测器

2.7中子探测器概要

参考文献

第3章 中子物理的实验技术

3.1探测器效率的测量

3.1.1单探头快中子谱仪的刻度

3.1.2玻璃闪烁体热中子探测器效率测定

3.1.2.1闪烁体的探测器效率

3.1.2.2探测原理

3.1.2.3实验装置

3.1.2.4测量方法

3.1.2.5 ST-602、NE-905型锂玻璃闪烁体探测器效率

3.1.3液体闪烁体快中子探测器效率刻度

3.1.3.1ST-451型液体闪烁体

3.1.3.2快中子源

3.1.3.3ST-451型液体闪烁体探测器效率的测定

3.1.3.4 NE-213型液体闪烁体快中子探测器效率测定

3.1.4塑料闪烁体快中子探测器效率测量

3.1.5壁效应与BF3正比计数管探测器效率

3.1.5.1壁效应

3.1.5.2与平面界面相交的粒子径迹

3.1.5.3与球面及圆柱面相交的粒子径迹

3.1.5.4 BF3正比计数管的脉冲幅度谱

3.1.5.5 BF3正比计数管的探测器效率

3.1.6镉、镉比与钆

3.1.7配慢化体的LiI（Eu）中子灵敏度响应

3.1.8球形3He正比计数管热中子探测器效率计算与测量

3.1.8.1中子探测器效率能量响应

3.1.8.2中子探测器效率几何响应

3.1.8.3热中子探测器效率

3.2中子截面测量

3.2.1全截面

3.2.1.1测量方法

3.2.1.2统计误差

3.2.2散射截面

3.2.2.1测量方法

3.2.2.2几何设置

3.2.2.3屏蔽

3.2.2.4结果修正

3.2.3去弹截面

3.2.3.1测量方法

3.2.3.2探测器

3.2.4核反应截面

3.2.4.1（n， p）反应全截面测量方法

3.2.4.2 （n，α）反应全截面测量方法

3.2.4.3 （n，2n）反应全截面的测量方法

3.2.5辐射俘获截面

3.2.6裂变截面

3.3中子激活

3.3.1薄样品

3.3.2厚样品

3.3.3扩散中子束

3.3.4放射性累积与饱和放射性

3.3.5衰变修正

3.4中子屏蔽

3.4.1中子屏蔽的类型

3.4.1.1影屏蔽

3.4.1.2全屏蔽

3.4.2典型设置

3.4.2.1中子进入探测器的可能途径

3.4.2.2源中子直接射入探测器的屏蔽

3.4.3屏蔽中子源或探测器的选择

3.4.4中子屏蔽的机理

3.4.5 Bethe互换性定理

3.4.6中子屏蔽的计算方法

3.4.7中子屏蔽材料

3.4.8中子屏蔽实例

3.5中子反射与中子极化

3.5.1中子反射

3.5.2透射中子的极化

3.5.3反射中子的极化

参考文献

第4章 中子探测的实验方法

4.1中子注量（率）测量方法

4.1.1标准截面法——反冲质子法

4.1.1.1含氢正比计数器

4.1.1.2计数器望远镜系统

4.1.1.3核乳胶

4.1.1.4有机闪烁计数器

4.1.1.5其他反冲质子探测器

4.1.2伴随粒子法

4.1.2.1伴随粒子法的特点

4.1.2.2 T（d，n）4 He反应

4.1.2.3实验装置及方法

4.1.3锰浴法

4.1.3.1原理

4.1.3.2实验装置

4.1.3.3锰浴系统γ射线计数的探测效率标定

4.1.3.4修正

4.1.3.5附注

4.1.3.6中国原子能科学研究院锰浴装置

4.1.4中子激活法

4.1.4.1基本原理

4.1.4.2中子激活指示器放射性活度与中子注量率的关联

4.1.4.3测量结果修正

4.1.4.4中子激活法测中子注量率工作公式

4.1.4.5激活法测量中子注量适用的中子能区

4.1.5相对测量法

4.1.5.1石墨柱法

4.1.5.2伯吉·韦斯考分布法

4.1.5.3标准中子源法

4.1.5.4标准探测器法——长中子计数器法

4.1.6中子发生器14MeV中子注量标准测量方法——“得克萨斯约定”

4.1.7反应堆热柱热中子注量测量方法——197Au中子激活指示器法

4.1.7.1 197Au中子激活指示器

4.1.7.2 197Au中子激活指示器实验方法

4.1.7.3激活指示器放射性活度测量方法Ⅰ——γ测量法

4.1.7.4激活指示器放射性活度测量方法Ⅱ——β-γ符合测量法

4.1.8脉冲中子注量测量方法

4.1.8.1脉冲中子注量测量银计数器

4.1.8.2工作原理

4.1.8.3刻度

4.1.9 1/v慢中子探测器

4.2中子能谱测量方法

4.2.1中子速度选择器

4.2.1.1机械选择器

4.2.1.2调制中子源速度选择器

4.2.1.3热中子能谱仪

4.2.2中子衍射测谱

4.2.2.1原理——布喇格公式

4.2.2.2中子衍射测谱方法

4.2.2.3中子衍射能谱仪的能量分辨率

4.2.2.4中子衍射谱仪实例

4.2.3氢反冲快中子测谱

4.2.3.1计数器望远镜

4.2.3.2薄辐射体望远镜

4.2.3.3平面膜半导体反冲质子快中子谱仪

4.2.3.4厚辐射体望远镜

4.2.3.5球形阴极含氢正比计数管

4.2.3.6茋晶体闪烁谱仪测快中子能谱

4.2.4核反应法中子测谱

4.2.4.1 3He快中子谱仪

4.2.4.2 6LiI（Eu）快中子闪烁谱仪

4.2.4.3 6Li夹层半导体快中子谱仪

4.2.5飞行时间法测量中子能谱

4.2.5.1工作原理

4.2.5.2飞行时间中子能谱测量方法

4.2.5.3快中子飞行时间谱仪的能量分辨率或分辨时间

4.2.5.4 1eV～10 keV能区中子飞行时间谱仪

4.2.5.5快中子飞行时间谱仪

4.2.5.6高气压氦闪烁探测器TOF测谱

4.2.6多探测器中子测谱——多球中子谱仪

4.2.6.1工作原理

4.2.6.2 NEMUS多球中子谱仪

4.2.6.3LUDLUM 42-5型多球中子谱仪

4.2.6.4 ROSPEC多探测器中子谱仪

4.2.6.5应用实例

4.2.7气泡探测器中子谱仪

4.3中子等探测器效率探测方法——长中子计数器

4.3.1 Hanson长中子计数器

4.3.1.1工作原理

4.3.1.2长中子计数器的参考点

4.3.1.3长中子计数器刻度

4.3.2 East长中子计数器

4.3.2.1结构

4.3.2.2特点

4.3.2.3探测器效率的能量响应

4.3.2.4参考点的确定

4.3.3 East板式长中子计数器

4.3.3.1结构

4.3.3.2探测器效率的能量响应

4.3.3.3参考点的确定

4.4 n-γ甄别探测方法

4.4.1 n-γ甄别探测的原则及方法

4.4.2 n-γ脉冲幅度甄别阈法

4.4.3 n-γ脉冲形状甄别

4.4.3.1饱和法

4.4.3.2比较法

4.4.3.3上升时间法

4.4.3.4过零时间法

4.4.3.5零交叉法

4.4.3.6脉冲形状甄别的品质因数M

4.4.4 γ补偿法

4.4.4.1 6Li 、7Li玻璃闪烁体对γ补偿法

4.4.4.2 6LiI（Eu）、7LiI（Eu）双闪烁体γ补偿法测中子谱

4.4.4.3补偿电离室法

4.4.4.46LiF 、7LiF γ补偿热释光中子剂量计

4.4.5薄膜与多丝闪烁体法n-γ甄别法

4.4.5.1薄膜闪烁体法n-γ甄别探测器

4.4.5.2多丝闪烁体法n-γ甄别

4.5中子等剂量当量探测方法——中子剂量当量仪

4.5.1中子注量——剂量当量转换

4.5.1.1当量剂量

4.5.1.2中子剂量的生物效应

4.5.1.3中子等剂量当量探测的相关术语

4.5.2吸收筛法

4.5.2.1原理

4.5.2.2吸收筛类中子剂量当量仪

4.5.3多探测器法

4.5.3.1原理

4.5.3.2多探测器类中子剂量当量率仪

4.5.4吸收棒法

4.5.4.1原理

4.5.4.2吸收棒类中子剂量当量率仪

4.5.5中子剂量当量率仪的基本特性

4.5.5.1能量响应

4.5.5.2γ抑制性能

4.5.5.3中子灵敏度

4.5.5.4方向性响应

4.5.5.5量程范围

4.5.6高能（〉14MeV）中子当量剂量测量

4.5.6.1高能中子剂量当量监测

4.5.6.2环境高能中子源

4.5.6.3热中子至100 MeV中子等剂量当量探测原理

4.5.6.4高能（〉14MeV）中子剂量当量仪

4.5.7脉冲中子剂量当量测量方法

4.5.7.1脉冲中子剂量当量测量的特点

4.5.7.2脉冲中子希沃特计数器

4.5.8 6LiF热释光反照中子个人剂量计

4.5.8.1反照中子与反照中子剂量计

4.5.8.2快中子6LiF、7LiF热释光反照中子剂量计

4.5.8.3 JR—1104型快中子6LiF、7LiF热释光反照中子剂量计组合

4.5.9生物等效中子计数管

4.5.9.1工作原理

4.5.9.2生物等效探测器中子剂量当量仪

4.6 n、γ联合探测方法

4.6.1中子探测

4.6.2 γ探测

4.6.3中子、γ联合探测

4.6.4中子、γ联合探测器

4.6.4.1透射型

4.6.4.2散射型

4.6.5 n、 γ联合探测方法的应用

4.7中子-中子甄别探测方法

4.7.1伯吉·韦斯考分布用于n-n甄别探测方法原理

4.7.2中子源

4.7.2.1 226Ra D（γ，n）光激中子源

4.7.2.2 226Ra本底中子

4.7.3中子-中子甄别探测器

4.7.3.1中子探测

4.7.3.2中子-中子甄别探测器

4.7.3.3提高强γ场测弱中子效果的措施

参考文献

第5章 中子探测技术应用进展

5.1中子水分与γ密度联合测定

5.1.1散射式水分密度联合计

5.1.1.1工作原理

5.1.1.2标定

5.1.2透射式水分密度联合计——幅度甄别法

5.1.2.1热中子透射法测含水量

5.1.2.2 γ透射法密度测量

5.1.2.3中子水分、γ密度的联合测量

5.1.3透射式水分密度联合测定——PSD法

5.1.3.1测定水分与密度的公式

5.1.3.2快中子衰减系数

5.1.3.3 252 Cf自发裂变中子源

5.1.3.4探测器

5.2稳定同位素硼示踪技术

5.2.1地下水流研究

5.2.1.1中子测硼仪

5.2.1.2地下水流测定

5.2.2预加负荷地基下沉的测定

5.3无损测氘含量的光激中子法

5.3.1方法原理

5.3.2中子-中子甄别探测器

5.3.3实验效果

5.4中子慢化测氢含量方法

5.4.1基本原理

5.4.1.1三组理论扩散方程的解

5.4.1.2双组理论扩散方程的解

5.4.1.3单组理论扩散方程的解

5.4.2正源距、负源距与零源距

5.4.3方法应用

5.4.3.1中子测水含量方法

5.4.3.2热中子测井方法

5.4.3.3补偿中子测井方法

5.4.3.4新型补偿中子测井探头

5.5稳定同位素氘示踪技术

5.5.1方法原理

5.5.2应用方法

5.6反应堆燃料元件破损缓发中子监测法

5.6.1方法原理

5.6.2元件破损监测装置

5.6.2.1缓发中子源与采样延迟

5.6.2.2物理设计特点

5.6.3元件破损监测效果

5.7快中子无损测量油罐与底座间隙分布

5.7.1测量原理

5.7.2修正项

5.7.3油罐与底座间隙分布测量

参考文献