中国散裂中子源工作原理

中国散裂中子源工作原理
散裂中子源是一种用于产生高能中子的重要科研工具。

其工作原理主要包括三个步骤：质子加速、靶材直接或间接转化产生源中子、中子从透镜中发射。

第一步：质子加速
散裂中子源主要使用质子加速器作为驱动器，将质子加速到一定的能量，作为与靶材
相互作用的粒子。

一般使用直线加速器（LINAC）/ 循环加速器（CYC）/超导电子回旋加速器（CEA）。

第二步：靶材直接或间接转化产生源中子
当质子束穿入靶材中时，由于其高能，靶材原子的电子被剥离，散裂出来的中子与原
子核碰撞，从而使原子核激发并发生裂变，释放出中子。

在散裂中子源中，我们通常使用
金属靶材，如钨、钇等。

除了直接裂变法外，还可通过中子反应或核反应转化产生源中子。

例如，利用锂靶材
的散裂中子源，质子束首先将锂原子核激发到高能的中间态，然后受氢原子的反应转化为
中子。

第三步：中子从透镜中发射
中子裂变后，由于其轨迹是非常不规则的，因此需要通过透镜将其聚集起来，让相同
能量的中子的轨迹相似，并形成一个束。

中子束是经过几次反射和折射形成进一步聚焦和
成形的。

最后，通过垂直或水平的中子束管将中子束传送到实验室，以用于各种材料研
究。

总之，散裂中子源产生高能中子的基本原理是：首先将质子加速到特定能量，然后使
其与靶材原子核相互作用，导致原子核发生激发、裂变、固有广义剩余核子共振等反应，
从而产生源中子。

最后，使用中子透镜将中子束型成符合实验需要的样子，传送到实验室
进行应用研究。