中子源是能釋放出中子的裝置。中子源有很多種，從手持放射性源到中子研究設施的研究堆和裂變源。根據中子的能量、中子通量、設備的大小、花費和政府的管制，這些裝置在物理、工程、醫藥、核武器、石油勘探、生物、化學、核動力和其他工業中有著廣泛的用途。
基本介紹
- 中文名：中子源
- 外文名：neutron source
- 功能：產生中子
- 特點：體積小 ，製備簡單 ，使用方便
分類,①放射性中子源,② 加速器中子源,③反應堆中子源,散裂中子源,注意事項,
分類
包括同位素中子源、加速器中子源和反應堆中子源。放射性測井中用的鎇鈹中子源是同位素中子源,而井下中子發生器屬於加速器中子源。自由中子是不穩定的，它可以衰變為質子放出電子和反電中微子，平均壽命只有15分鐘，無法長期儲存，需要由適當的產生方法源源供應。主要方法有以下3種：
①放射性中子源
利用放射性核素衰變時放出一定能量的射線，去轟擊某些靶物質，產生核反應而放出中子的裝置。主要基於以下三種核反應： (α， n) 反應、(γ， n) 反應和自發裂變。
(α，n) 中子源： 常以鈹 (Be) 作為靶核。放射性同位素Ra(鐳)、Po(釙)、Pu(鈽)或Am(鎇)發射出的α粒子與鈹靶核作用而產生中子。其特點是體積小， 一般講壽命長 (Po-Be源半衰期最短為138.4 d， 其他都長達幾百年以上)，γ射線劑量率低(Ra-Be源除外)，價格貴等。反應堆中常用它作起動中子源。
(γ，n)中子源：亦稱光中子源。它常以鈹或氘 (D)作為靶核。γ發射體常用Sb(銻) 等。發射的γ與靶核作用產生中子。反應堆內常用Sb-Be源，1Sb半衰期雖短(60.9 d)，但在反應堆內可以進行重複照射。現在很多核電廠採用124Sb作次級中子源。
自發裂變中子源：很多重核都能自發裂變放出中子。但一般自發裂變機率小，適宜於作中子源的只有Cf(鐦)。特點是體積小，且其放出中子的能譜近似於裂變中子譜。現在很多核電廠採用Cf作初級中子源。
② 加速器中子源
加速器中子源 利用各種帶電粒子加速器，加速質子或氘等粒子，去轟擊靶核而產生中子的裝置。最常用的核反應有（d，n）、（p，n）和（γ，n） 等 ，其中子強度比放射性同位素中子源大得多。可以在很寬的能區上獲得單能中子。加速器採用脈衝調製後，可成為脈衝中子源，它可以脈衝工作，也可以連續工作。
③反應堆中子源
散裂中子源
散裂中子源是用高能質子撞擊重金屬靶，產生極為短暫的高強度中子脈衝，它就像一台超級顯微鏡，可以研究DNA、結晶材料、聚合物等微觀結構。
隨著科技的進步,相應研究體系(如薄膜、納米糰簇、生物大分子和蛋白質等)的尺度分布越來越大,獲得數量在克量級的樣品也越來越困難。因此,小樣品的快速、高分辨的中子散射測量迫切需要新一代通量更高、波段更寬的中子源,散裂中子源應運而生。脈衝散裂中子源突破了反應堆中子源的中子通量上限,正快速向前發展。
散裂中子源是由加速器提供的高能質子轟擊重金屬靶而產生中子的大科學裝置。通過原子的核內級聯和核外級聯等複雜的核反應,每個高能質子可產生20～40箇中子,每產生一個中子釋放的熱量僅為反應堆的約1/4(約45MeV)。從反應堆中子源發展到高通量脈衝散裂中子源,使中子探針的功能變得日益強大。散裂中子源的特點是在比較小的體積內可產生比較高的脈衝中子通量,能提供的中子能譜更加寬泛,大大擴展了中子科學研究的範圍。
注意事項
石油鑽井作業中,電測需要常常要用到中子源,中子源是一种放射性物質，進行放射源操作時應充分考慮放射源活度、操作距離、操作時間和防護禁止等因素，採取最最佳化的防護措施，以保證操作人員所受劑量控制在可以合理做到的儘可能低的水平。
1.不得徒手操作放射源。無機械化操作時，根據源的不同活度，應使用符合下列要求的工具：
a)大於等於200GBq(5Ci)的中子源和大於等於20GBq(0.5Ci)的γ源，操作工具柄長不小於100cm;
b)小於200GBq的中子源和小於20GBq的γ源，操作工具柄長不小於50cm。
2.放射性測井儀器置於井下的部分(以下簡稱井下儀器)因其中裝有放射源，應使用柄長度不小於50cm的工具擦洗。
3.井下儀器進出井口時，應使用柄長不小於100cm的工具扶持。
4.進行換放射源外殼、彈簧、密封圈或盤根等特殊操作時，應有專用操作工具和防護禁止等設備，防護禁止靠人體一側的空氣比釋動能率應小於1mGy·h-1。
5.室外操作放射源時的附加要求：
室外操作放射源時，須在空氣比釋動能率為2.5μGy·h-1處的邊界上設定警告標誌(或採取警告措施)，防止無關人員進入邊界以內的操作區域。
6.對使用放射源測井的人員應進行外照射個人劑量常規監測，個人劑量計應能同時滿足對γ射線和中子劑量監測。
