中子源
中子源及中子成像等相关技术的介绍
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散列中子源
散列中子源
中国散裂中子源（CSNS）项目，落户于松山湖科技园区，是建在中国的第一座基于加速器加速高能质子轰击金属靶而产生大量散射中子的中子源。
在这个装置中，高能量的质子轰击金属靶，引起金属原子的散裂反应。
顾名思义，散裂，一分为多，金属靶在这个反应中会释放出大量的中子，这些中子被安全地引出到实验测量装置上，供科学和工业研究用。
2018年3月中国散裂中子源项目通过了中国科学院组织的工艺鉴定和验收。
中国散裂中子源（ChineseSpallationNeutronSource，简称CSNS）是我国“十一五”期间重点建设的大科学装置，已列入国家中长期科学和技术发展规划。
经国务院批准，将建造一个质子束功率达100kW、有效脉冲中子通量居世界前列的散裂中子源装置。
国家支持建设经费约12亿元，建设期为7年。
装置建设包括一台强流质子直线加速器、一台快循环同步加速器、一个靶站、5台中子谱仪等设施和科学实验测试系统，与这些主要装置配套，还需建设装置建筑物、供水电、空调、安全防护设施等。
中子和人们熟知的X射线一样，都是人类探索物质微观结构的有力手段，产生中子束的散裂中子源与产生X射线束的同步辐射光源是目前研究物质结构的最重要的装置，两者相辅相成可为增强国家科技综合实力做出重要贡献。
中国散裂中子源
中国散裂中子源于2011年10月20日举行奠基仪式；于2018年8月23日源通过验收工作 完成首轮开放运行任务。
；于2019年2月2日
中国散裂中子源填补了国内脉冲中子源及应用领域的空白，为中国物质科学、生命科学、资源环境、新能源 等方面的基础研究和高新技术研发提供了强有力的研究平台，对满足国家重大战略需求、解决前沿科学问题、解 决瓶颈问题具有重要意义。
2010年4月1日，中国散裂中子源完成土方平整方案专家评审工作 ；4月23日，中华人民共和国环境保护部 批复《中国散裂中子源建设项目环境影响报告书》，5月24日，中华人民共和国国土资源部批复《关于中国散裂 中子源项目用地预审的请示》。
建设台址
中国散裂中子源位于中国广东省东莞市大朗镇，距正东方向水流石水库约1千米，距西北方向罗田水库1.8千 米，距西北方向的松木山水库约2.5千米，途经该科技基础设施的线路东莞—佛山高速公路（国家高速G9411） 。 中国散裂中子源图目标原理 Nhomakorabea 建设目标
工作原理
科学目标
中国散裂中子源的主要工作原理通过离子源产生负氢离子，利用一系列直线加速器将负氢离子加速到80兆电 子伏，之后将负氢离子经剥离作用变成质子后注入到一台快循环同步加速器中，将质子束流加速到1.6吉电子伏 的能量，引出后经束流传输线打向钨靶，在靶上发生散裂反应产生中子，通过慢化器、中子导管等引向中子谱仪， 供用户开展实验研究 。
文化特色
2020年5月20日，中国散裂中子源举办了以“微观之眼，助力湾区”为主题的线上公众科学日活动；本次活 动以直播的形式带领公众“云游”中国散裂中子源 。
2021年5月22日至23日，中国散裂中子源举办了以主题为“百年复兴路科学正当时，小粒子到大宇宙，探索 无止境”的第四次公众科学日活动，面向公众开放科研设施，组织多名专家举办科普讲座，引导公众走进科学、 体验科学 。
散裂中子源
历史沿革1932年查德威克（James Chadwick，1891-1974）（左图）发现中子。
他精心设计实验，用α粒子轰击铍，再用铍产生的射线轰击氢、氮，结果打出了氢核和氮核。
由于γ射线不具备将从原子中打出质子所需要的动量，他断定这种射线不可能是γ射线。
他用仪器测量了被打出的氢核和氮核的速度，并由此推算出了这种新粒子的质量。
他认为，只有假定从铍中放出的射线是一种质量跟质子差不多的中性粒子，才能解释。
因这种粒子不带电，所以称为中子。
查德威克因此获得1935年诺贝尔物理学奖。
在中子未被发现以前，人们对于原子核的内部结构不完全清楚，发现中子之后，人们才知道原子核是由中子与质子组成的。
因此，中子的发现对认识原子核内部结构是一个转折点，具有重大的理论意义，也为原子能的利用开辟了道路，可以说中子敲开了人类进入原子能时代的大门。
费米(Enrico Fermi，1901-1954)（右图）因发现用中子产生新的放射性元素和开展慢中子核反应的研究工作，获得了1938年度诺贝尔物理学奖。
费米用中子轰击了周期表中的所有元素，并辩认了因此而产生的具有放射性的元素。
费米和他的同事观察到：把中子源和被轰击的物体放在大量石蜡中，放射性会增加很多倍。
水也会产生类似的效应。
费米用“慢中子”解释这一现象。
他认为，由于质子和中子的质量相等，所以当快中子与静止的质子发生碰撞时，快中子损失能量变为“慢中子”，慢中子与重原子核的反应截面比快中子大得多。
慢中子的发现为后来研究重核裂变的链式反应和原子核反应堆的理论设计奠定了基础。
哈恩(Otto Hahn，1879-1968)（左一）和斯特拉斯曼(Fritz Strassmann，1902-l980)（左二）1938年进行了中子撞击铀的实验，发现了中子诱发铀裂变。
奥地利女物理学家梅特纳（Lise Meitner，1878-1968）（右一）和她的侄子弗瑞士（Otto Robert Frisch，1904-1979）（右二）认为：玻尔（Niels Henrik David Bohr 1885-1962）提出的原子核的液滴模型，很好地解释了重核的裂变。
中国散裂中子源
中国散裂中子源散裂中子源是体现一个国家的科技水平、经济水平和工业水平等综合实力的大型科学研究装置，是开展多学科交叉前沿研究及高新技术研发的先进大型实验平台，能够为我国的多学科创新在国际前沿领域占据一席之地提供良好的机遇。
中子散射广泛应用于物理、化学、生命科学、材料科学技术、资源环境、纳米等学科领域，并有望在如量子调控、蛋白质、高温超导等重要前沿研究方向实现突破。
强流质子加速器相关技术的发展也将为一些重要的应用，如质子治癌、加速器驱动的次临界洁净核能源系统（ADS）等，打下坚实的基础，储备丰富的工程建设和运行经验。
散裂中子源的建设不仅会对我国工业技术、国防技术的发展起到有力的促进作用，也会带动和提升众多相关产业的技术进步，产生巨大的社会经济效益。
中国散裂中子源（CSNS）是国家“十二五”重点建设的重大科技基础设施，是国际前沿的高科技、多学科应用的大型研究平台。
2018年8月23日，CSNS作为我国首台散裂中子源、粤港澳大湾区首个国家重大科技基础设施，按指标、按工期、高质量地完成了工程建设任务，综合性能进入国际同类装置先进行列，正式对国内外各领域的用户开放，并很快有相关高水平用户实验成果文章发表。
CSNS填补了国内脉冲中子源及应用领域的空白，为我国物质科学、生命科学、资源环境、新能源等方面的基础研究和高新技术研发提供强有力的研究平台，将对粤港澳大湾区国际科技创新中心建设提供重要科技支撑，对满足国家重大战略需求、解决前沿科学问题具有重要意义。
同时，散裂中子源的建设，显著提升了我国在磁铁、电源、探测器及电子学等领域的相关产业技术水平和自主创新能力，使我国在强流质子加速器和中子散射领域实现了重大跨越。
研究进展与成果我国首台散裂中子源顺利通过国家验收CSNS是国家“十一五”立项、“十二五”重点建设的重大科技基础设施和高科技多学科应用研究平台。
CSNS于2011年9月动工，2018年3月全面竣工、8月正式通过国家验收，按期高质量地完成了国内首台散裂中子源的建设任务。
关于中子及中子源的书籍
关于中子及中子源的书籍中子是构成原子核的基本粒子之一，它是一种中性粒子，质量接近于质子，但没有电荷。
中子的发现对于人类对原子核结构的理解和核能的应用具有重要意义。
中子源则是用于产生中子的装置或方法，它们在核物理、材料科学、医学等领域发挥着重要作用。
关于中子及中子源的研究和应用，有许多有关的书籍可以作为参考。
以下将介绍一些具有代表性的书籍，以帮助读者更深入地了解中子及中子源的相关知识。
1.《中子原理及应用》这本书详细介绍了中子的物理性质、相互作用及其在材料科学、生命科学、医学等领域的应用。
书中包含丰富的实例和应用案例，可以帮助读者更好地理解中子的特性和中子源的工作原理。
2.《中子散射与中子源技术》本书系统介绍了中子散射的基本原理和实验方法，以及中子源的各种类型和产生方法。
通过对中子与物质相互作用的研究，读者可以了解中子在材料中的传播规律，以及通过中子源技术获取的相关信息。
3.《中子与核反应》这本书主要介绍了中子与原子核的相互作用以及核反应的基本过程。
通过对中子源和核反应的研究，可以探索核能的产生和利用，以及核材料的性质和应用。
4.《中子源技术及应用》该书详细介绍了中子源的各种类型、工作原理和应用领域。
其中包括中子反应堆、中子散射装置、中子束流装置等。
通过对中子源技术的了解，读者可以了解中子的产生和利用方式，以及实验室和工业中的中子应用。
5.《中子源与中子应用》这本书详细介绍了中子源的不同类型和特点，以及中子在材料科学、原子核物理、生命科学等领域的应用。
通过对中子源和中子应用的研究，读者可以了解中子在不同领域中的作用和应用前景。
通过阅读以上书籍，读者可以更全面地了解中子及中子源的相关知识。
无论是对于核物理学、材料科学还是医学等领域的从业人员，或是对中子感兴趣的科普读者，这些书籍都提供了丰富的信息和实例，帮助读者深入了解中子及中子源的原理、应用和前沿研究。
通过学习中子及中子源的知识，我们可以更好地理解和应用这一重要的粒子和技术。
第四章核测井-中子测井1
2.斯伦贝谢公司（GST）
输出的各种比值曲线及其意义
比值
测量性质
参数名称
符号 其它意义
C/O
非弹性射散射
指示油气
COR Φ ,岩性
Cl/H
俘获
指示含盐量比值 SIR Φ、Sw Vsh
H/(Si+Ca) 俘获
指示孔隙度比值 PIR 岩性， Φ
Fe/(Si+Ca) Si/ (Si+Ca)
俘获
指示铁含量比值 IIR
俘获及非弹性射散 指示岩性的比值 LIR 射
Vsh、获及非弹性射散 指示硬石膏含量 AIR
射
的比值
岩性
元素俘获ECS测井简介
(ECS:Elemental Capture Spectroscopy )
1.仪器结构和测量原理:
AmBe中子源,发射5Mev的中子
锗酸铋 BGO闪烁晶体探测器(对高能的伽马 光子探测效率高),记录非弹性散射伽马和俘获 伽马能谱 解非弹性散射伽马（占15%）谱,得到 C,O,Si,Ca,Fe等元素的含量 解俘获伽马（占85%）谱,得到 H,Cl,Si,Ca,S,Fe,Ti,Gd,K等元素的含量
H K Na x
M
1 cm3物质中的氢原子核数
H K Na x
M
式中： x ——每个分子中的氢原子数 K ——待定系数
淡水：H=1，x=2，＝１，M=18， 代入得：H=kNa2/18=1，kNa＝９
H 9x
M
3.油气的含氢指数
油气的分子式为：CHx 分子量为：12+x 密度为：h
中子寿命测井：发射快中子，测量俘获伽马 计数率
三、中子的探测
5 B10 0 n1 3 Li7 α 2.792MeV 3 Li6 0 n1 1 H3 α 4.780MeV
第九章中子测井详解
产生的几率与中子能量有关，中子能量越 高，产生的几率越大。 结果：1）、快中子能量降低； 2）、产生非弹性散射伽马射线； 3 ）、快中子与不同靶核产生的非弹性
散射伽马射线的能量不同
2、快中子对原子核的活化 快中子与稳定的原子核作用会发生（n， α）、（n，p）核反应。生成新的放射性核 素。此作用为活化核反应。 特点：活化形成的新核素，油一定的半衰期， 其衰变产生的伽马射线为活化伽马射线。
Rt ，则扩散长度定义为：
Rt 6
2
Ld
表9-2 几种核素的微观俘获截面 核素 钙 氯 硅 氧 碳 氢 硼
759
镉
3500
Σ（b) 0.42 32 0.16 0.0016 0.0045 0.329
其中：镉、硼核对热中子的俘获截面最大，氯核 对热中子的俘获截面也比较大。
的微观俘获截面49000 。
热中子寿命：从热中子生成到它被俘获吸收为止所 经过的平均时间。它与宏观俘获截面
为：
a 的速度，常温下， v=0.22cm/μs 。
注：1、地层对快中子的弹性散射截面越大，则对
快中子的减速能力越强，快中子的减速距离越短。
氢核素的减速能力强。 地层中的氢:1、地层水（孔隙，泥质） 2、石油及天然气。 2、地层对热中子的俘获截面越大，则对热中子的俘 获能力越强，热中子扩散距离及寿命越短。氯核素的 俘获能力强。 地层中的氯：地层水（地层水矿化度）
最后变为超热中子和热中子。
快中子与不同靶核发生弹性散射时，快中子
变为超热中子或热中子所需时间不同。
2) 描述此过程的参数： 微观弹性散射截面
s ：一个快中子和一个原
子核发生弹性散射的几率，单位为巴． 宏观弹性散射截面 s ：1立方厘米物质原子
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中子源
中子源是能释放出中子的装置。
能够产生中子的装置，进行中子核反应、中子衍射等中子物理实验的必要设备，包括同位素中子源、加速器中子源和反应堆中子源。
放射性测井中用的镅铍中子源是同位素中子源,而井下中子发生器属于加速器中子源。
自由中子是不稳定的，它可以衰变为质子放出电子和反电中微子，平均寿命只有15分钟，无法长期储存，需要由适当的产生方法源源供应。
主要方法有以下3种：
1.同位素中子源：最早的中子源，现在已经很少使用。
在中子强度即注量率方面无法与其它两种中子源相比；
体积小，制备简单，使用方便。
（a，n）中子源利用核反应9Be+a→12C+n+5.701兆电子伏特（MeV）将放射a射线的238Pu、226Ra 或241Am 同金属铍粉末按一定比例均匀混合压制成小圆柱体密封在金属壳中。
（γ，n ）中子源利用核反应中发出的γ射线来产生中子，有24Na-Be 源，124Sb-Be源等。
2.反应堆中子源：通常用于提供一个稳定的中子束流；然而，在强度方面反应堆中子源已达到了一定的上限，未来的中子源将依赖于加速器；
利用原子核裂变反应堆产生大量中子。
反应堆是最强的热中子源。
在反应堆的壁上开孔，即可把中子引出。
所得的中子能量是连续分布的。
很接近麦克斯韦分布。
采取一定的措施，可获得各种能量的中子束。
2.加速器中子源：最具前景的能产生高强脉冲中子束流的方法；下一代中子源将是此种类型。
利用加速器加速的带电粒子轰击适当的靶核，通过核反应产生中子，最常用的核反应有（d，n）、（p，n）和（γ，n）等，其中子强度比放射性同位素中子源大得多。
可以在很宽的能区上获得单能中子。
加速器采用脉冲调制后，可成为脉冲中子源。
石油钻井作业中,电测需要常常要用到中子源,中子源是一种放射性物质，进行放射源操作时应充分考虑放射源活度、操作距离、操作时间和防护屏蔽等因素，采取最优化的防护措施，以保证操作人员所受剂量控制在可以合理做到的尽可能低的水平。
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