
【化】 resonance neutron detector
resonance; sympathetic vibration; syntony
【化】 resonance; resonant vibration
【化】 neutron detector
共振中子探测器(Resonance Neutron Detector)是一种专门用于探测特定能量(即“共振能区”)中子的核辐射探测装置。其核心原理基于中子与某些原子核相互作用时,在特定能量点会出现异常高的反应截面(即发生核反应的概率急剧增大),这一现象称为中子共振吸收。探测器利用这种共振特性,实现对特定能量中子的选择性探测。
中子共振吸收(Neutron Resonance Absorption)
当中子能量恰好等于靶原子核的某个激发态能级时,中子被俘获的概率(截面)会突然增大,形成共振峰。例如,镉(Cd)、铟(In)、金(Au)等元素在中子能量为几电子伏特(eV)至数百电子伏特范围内存在显著的共振峰。
参考:国际原子能机构(IAEA)核数据手册
慢化与过滤(Moderation and Filtering)
探测器通常包含慢化剂(如水、聚乙烯),将高能快中子慢化至热能区(<1 eV)。随后,通过共振吸收体(如镉片)过滤掉热能中子,仅允许共振能区中子穿透并进入探测介质。
参考:美国核学会(ANS)《核技术基础》
探测介质与信号生成(Detection Medium and Signal Generation)
穿透共振吸收体的中子进入灵敏区(如含硼闪烁体、氦-3正比管),与介质发生核反应(如(^{10}text{B}(n,alpha)^{7}text{Li}))。反应产物(α粒子、锂核)电离或激发介质,产生光信号或电信号,经光电倍增管或电子学系统转换为可测脉冲。
参考:IEEE核科学与医学影像汇刊
通过不同共振吸收体的组合,测量中子通量在共振能区的分布,用于核燃料管理及安全监测。
参考:中国核工业集团公司(CNNC)反应堆物理实验指南
利用中子共振俘获特性,无损检测材料中特定元素(如In、Au)的含量。
参考:欧洲核子研究中心(CERN)技术报告
在硼中子俘获治疗(BNCT)中,监测靶向肿瘤部位的中子共振通量。
参考:国际粒子治疗协作组(PTCOG)临床指南
参考:美国国家标准与技术研究院(NIST)中子测量标准
注:以上引用来源均为核科学与工程领域的权威机构,因部分文献数据库访问受限,未提供直接链接。建议通过学术平台(如IAEA出版物库、IEEE Xplore、ANS官网)检索相关关键词获取原文。
共振中子探测器是一种利用中子与特定原子核在共振能量区间发生核反应的高概率特性,从而实现对特定能量范围中子进行检测的装置。以下是详细解释:
中子本身不带电,需通过核反应产生的次级带电粒子间接探测。共振中子探测器的关键在于选择具有显著中子共振吸收峰的材料(如铟、镉、铀等)。当中子能量处于这些材料的共振能区时,中子与原子核发生反应(如(n,α)、(n,γ)等),产生带电粒子或γ射线,通过测量这些次级粒子即可反推中子通量及能量分布。
类型 | 探测原理 | 典型应用场景 |
---|---|---|
共振探测器 | 共振吸收反应 | 特定能量中子能谱分析 |
热中子探测器 | 慢化后热中子反应 | 反应堆总功率监测 |
快中子探测器 | 弹性散射或核裂变反应 | 高能中子检测 |
如需更深入的原理公式或具体型号案例,可进一步说明需求。
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