中子源

能釋放出中子的裝置

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


中子-內部結構模型圖
中子-內部結構模型圖
能夠產生中子的裝置,進行中子核反應、中子衍射等中子物理實驗的必要設備,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放射性同位素中子源。體積小,製備簡單,使用方便。(a,n)中子源利用核反應
9Be+a→12C+n+5.701兆電子伏特(MeV)將放射a射線的238Pu、226Ra 或241Am 同金屬鈹粉末按一定比例均勻混合壓製成小圓柱體密封在金屬殼中。( γ,n )中子源利用核反應中發出的 γ 射線來產生中子,有 24Na-Be 源,124Sb-Be源等。② 加速器中子源。利用加速器加速的帶電粒子轟擊適當的靶核,通過核反應產生中子,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后,可成為脈衝中子源。③反應堆中子源。利用原子核裂變反應堆產生大量中子。反應堆是最強的熱中子源。在反應堆的壁上開孔,即可把中子引出。所得的中子能量是連續分佈的。很接近麥克斯韋分佈。採取一定的措施,可獲得各種能量的中子束。

不良危害


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、操作時間和防護屏蔽等因素,採取最優化的防護措施,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屏蔽等設備,防護屏蔽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處的邊界上設置警告標誌(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。
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