第一章 基礎(chǔ)知識 2

1、核技術(shù)與應(yīng)用導(dǎo)論鄒宇斌 (zouyubin(at)pku(dot)edu(dot)cn)2014年秋試用講義，請勿傳播第0章 緒論王乃彥：中國核技術(shù)應(yīng)用發(fā)展前景良好據(jù)介紹，核技術(shù)的應(yīng)用目前已在國防現(xiàn)代化建設(shè)、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生命、材料、信息科學(xué)、環(huán)保和人類健康等方面發(fā)揮著重要的作用。數(shù)據(jù)顯示，美國、日本的國民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值中，核技術(shù)貢獻(xiàn)約占3%至4%。但是中國和其相比，從國內(nèi)需求情況來看，核技術(shù)應(yīng)用情況卻存在著明顯的差距和不足。王乃彥說，美國核技術(shù)生產(chǎn)的年產(chǎn)值約為3500億美元(其中核能部分約占20%，非核能部分約占80%)；日本約為1500億美元(核能和非核能各占一半)。而中國核技術(shù)應(yīng)用如果也按照3

2、%至4%比值來測算，年產(chǎn)值應(yīng)達(dá)到1.194至1.592萬億人民幣，按2010年中國GDP為39.8萬億人民幣相比，其核技術(shù)應(yīng)用的產(chǎn)值相差約為一個數(shù)量級。由此，中國核技術(shù)應(yīng)用有著很大的市場和很好的發(fā)展前景。http:/www.china- 基礎(chǔ)知識 射線與物質(zhì)的相互作用 射線探測 基于原子核特性的技術(shù)及應(yīng)用 基于核反應(yīng)的技術(shù)及應(yīng)用 基于射線透射的技術(shù)及應(yīng)用 射線的生物學(xué)效應(yīng)及應(yīng)用課程考核第一章 基礎(chǔ)知識本章目標(biāo)學(xué)習(xí)過核物理的同學(xué)回顧沒有學(xué)習(xí)過核物理的同學(xué)初步了解展開閱讀與自學(xué)1.1 基礎(chǔ)知識 核物理基礎(chǔ) 原子核基本特性 原子核衰變 原子核反應(yīng) 核數(shù)據(jù)簡介 射線源 天然放射性 宇宙射線 天然放射性

3、核素 人工放射性 反應(yīng)堆 帶電粒子加速器 人工放射性核素1.1 .1原子核的組成圖片來源： /abc/wallchart/chapters/01/1.htmlNAZXXAZA=Z+NXA例：碳12：C12C1266126CX 元素符號，Z 質(zhì)子數(shù)，N中子數(shù)，質(zhì)子和中子質(zhì)子(proton)：帶 1.6 10-19 庫侖(C)正電荷的亞原子粒子，直徑約 1.6 1.71015 m，質(zhì)量是938 MeV/c ，即1.6726231 10-27 kg，大約是電子質(zhì)量的1836.5倍。質(zhì)子屬于重子類，由兩個上夸克和一個下夸克通過膠子在強(qiáng)相互作用下構(gòu)成。自旋為1/2。質(zhì)子

4、被認(rèn)為是穩(wěn)定的或半衰期超過1033年。中子：不帶電的亞原子粒子，其質(zhì)量為 939 MeV/c2，即1.6749286 10-27kg。由兩個下夸克和一個上夸克構(gòu)成，自旋為1/2。中子可衰變?yōu)橘|(zhì)子，放出一個電子和一個反中微子，平均壽命為896秒。 同位素：質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同H, D (2H), T (3H); 235U, 238U 同中子異核素：中子數(shù)相同而質(zhì)子數(shù)不同T, 4He; 同量異位素：質(zhì)量數(shù)相同而質(zhì)子數(shù)不同T, 3He; 14C, 14N圖片來源： /sberg/241f08/lec-note/Chem-1.htmhttp:/ 原子核

5、的電荷與質(zhì)量 核電荷數(shù)與質(zhì)子數(shù)相同 質(zhì)量約等于核子數(shù)（質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和）倍原子量(unified) atomic mass unit)1u=1.660566X10-24g 即12C原子質(zhì)量的1/12 Electron mass = 0.000 548 579 909(27) uProton mass = 1.007 276 466 88(13) uNeutron mass = 1.008 664 915(78) u1.1.3 原子核的半徑均方根（rms）半徑： 212212dd=rrrr若假設(shè)核電荷或核物質(zhì)均勻分布在半徑為R的球體內(nèi)，有等效均勻半徑：21235rR = r為核電荷或核物質(zhì)的密

6、度分布可以使用高能電子，核子或光子散射進(jìn)行測量，測量方法不同得到的半徑物理意義不同。http:/pntpm3.ulb.ac.be/pans-info/site/html/activities/CHAPT_4.PDF電荷作用半徑http:/www.kutl.kyushu-u.ac.jp/seminar/MicroWorld3_E/3Part2_E/3P22_E/nuclear_size_E.htm使用電子散射獲得的半徑為電荷作用半徑，也可以認(rèn)為是質(zhì)子分布半徑。大多數(shù)核的電荷分布可以表示為： +=aRrrexp10fm2 . 1,0310rArR 核力作用半徑使用高能核子、介子等與核相互作用的散射

7、可以測量核力作用半徑，也可以看作是核物質(zhì)的分布半徑。fm)5 . 14 . 1 (,0310rArR電荷分布半徑比核力作用半徑小一些。這是可以理解的，因?yàn)榍罢吆雎粤诉吔绺浇凶拥拇嬖?。核存在中子皮，中子皮約為0.10.5fm之間。1.1.4 原子核的結(jié)合能(binding energy)實(shí)驗(yàn)測量得到的原子核質(zhì)量小于構(gòu)成該核素的核子的質(zhì)量和，質(zhì)量差為：),(,npAZmmZAZmAZm+=該質(zhì)量差稱為質(zhì)量虧損（mass defect, mass deficit, or mass packing fraction）自由核子組成原子核所釋放的能量成為原子核的結(jié)合能。這是原子核整體穩(wěn)定性的度量2,cA

8、ZmAZB=比結(jié)合能表示把原子核拆成自由核子平均對每個核子所需要做的功。表示原子核結(jié)合的松緊程度如果忽略電子與原子核構(gòu)成原子的結(jié)合能，可以用原子質(zhì)量代替原子核質(zhì)量，原子核的結(jié)合能可以改寫為2nH),(,cAZMmZAZMAZB+=常用的表示方法為質(zhì)量過剩（mass excess）表示原子質(zhì)量，核素的質(zhì)量過剩定義為：2u,cAAZMAZ結(jié)合能還可以表示為： AZZAZAZB,nH,1+=比結(jié)合能（平均結(jié)合能）表示把原子核拆成自由核子平均對每個核子所需要做的功。表示原子核結(jié)合的松緊程度AB=http:/www.schoolphysics.co.uk/age16-19/Nuclear%20physi

9、cs/Nuclear%20structure/text/Binding_energy_per_nucleon/index.html1.1.5 原子核的角動量 原子核角動量的來源： 質(zhì)子和中子均具有半整數(shù)自旋角動量 核子在核內(nèi)運(yùn)動產(chǎn)生的軌道角動量 原子核不同狀態(tài)的自旋量子數(shù)不一定相同 原子核基態(tài)自旋規(guī)律： 偶偶核自旋為0 奇偶核自旋為半整數(shù) 奇奇核自旋為整數(shù)原子核的其他特征 能級 磁矩 電四極矩 宇稱 常用術(shù)語常用術(shù)語1.核素核素(nuclide): A, Z 都確定的一類核都確定的一類核2. 同位素同位素(isotopes)和同位素豐度和同位素豐度: 1H(99.985%),2H(0.015%

10、)氘氘,3H 氚氚 20Ca A=40,42,43,44,46,48. 50Sn A=112,114,115,116,117,118,119,120,122,1243.同中異荷素同中異荷素(isotones) 16S20 ， 18Ar20，20Ca204.同量異位素同量異位素(isobars) 40Zr，42Mo, 44Rn A=965.同質(zhì)異能素同質(zhì)異能素(isomers) 60Co 60mC06.偶偶核偶偶核(e-e核核)、奇奇核、奇奇核(o-o核核) ( Z,N)7.鏡像核鏡像核(mirror Nuclei) 3Li4和和4Be3 (A=7) 1.2 原子核衰變原子核自發(fā)地放射各種射線的

11、現(xiàn)象稱為放射性。能夠自發(fā)放射各種射線的核素成為放射性核素（Radioactive nucleus），也稱為不穩(wěn)定核素（Unstable nucleus）。1.2.1 放射性衰變的基本規(guī)律核衰變是原子核自發(fā)產(chǎn)生的變化，是一個量子躍遷的過程。核衰變符合量子力學(xué)的統(tǒng)計規(guī)律。dt時間內(nèi)發(fā)生衰變的數(shù)目為：tNNdd=為衰變常數(shù)，為單位時間內(nèi)每個原子核的衰變概率tNN=exp0剩余核數(shù)量隨時間變化：指數(shù)率的普遍性質(zhì)：各個粒子的行為相互獨(dú)立；過程發(fā)生的概率與歷史無關(guān)；在極小的時空間隔中，過程發(fā)生的概率正比于該間隔。放射性指數(shù)衰減規(guī)律，也叫放射性衰變的統(tǒng)計規(guī)律，只適合大量原子核的衰變，對少數(shù)原子核的衰變行為只

12、能給出概率描寫。半衰期是放射性原子核數(shù)衰減到原來數(shù)目一半所需的時間：210021expTNNN=693. 02ln21=T平均壽命是指放射性原子核平均生存時間：1d100=tNtN693. 021=TNt放射性強(qiáng)度：NtNtNA=expdd0放射性強(qiáng)度單位：貝克勒（Bq）1 Bq = 1 次核衰變 / 秒常用單位：居里（Ci）1 Ci = 3.7 1010 次核衰變 / 秒級聯(lián)衰變（ Chain-decay）規(guī)律原子核A衰變的生成核B有可能為放射性核素，核素B的數(shù)量變化受到核素A衰變速度及核素B的衰變速度的影響。BBAABddNNtN=對于兩代衰變：A - B - CtNNAA0Aexp=如果

13、 t=0時無核素B及核素C，則有：ttNNBAABAA0Bexpexp=ttNNBBAAABBAA0Cexp11exp11暫時平衡暫時平衡：當(dāng)母體的半衰期長于子體但不是很長時，子體的核數(shù)目在時間足夠長后將和母體的核數(shù)目建立一固定的比例，子體的變化將按照母體的半衰期衰減。NB=NA0ABAexp Atexp Bt=NA0ABAexp At1exp BAt=NAABA1exp BAtdNBdttm= 0當(dāng)子核B數(shù)目最多時：tm=1ABlnAB=TATBTATBln2lnTATB-0NABAt假設(shè)A的半衰期為B的三倍對于多代衰變：1 - 2 - 3 - 4 - - D, 假設(shè)t=0時只有母體核素，第

14、D代子體原子核數(shù)目隨時間變化為 （Batemans equations）*： * Cetnar, Jerzy , General solution of Bateman equations for nuclear transmutations”, Annals of Nuclear Energy 33(7) 2006， 640645.當(dāng)母體的半衰期足夠長且遠(yuǎn)大于子體半衰期時，可形成長期平衡：DDNNNNN=44332211衰變類型衰變：放出帶兩個正電荷的氦核（粒子）衰變： -衰變：放出電子與反中微子 +衰變：放出正電子與中微子 電子俘獲（EC）：吸收一個核外電子躍遷與內(nèi)轉(zhuǎn)換（IC）： 自發(fā)裂變

15、：裂變?yōu)閮蓚€或幾個質(zhì)量相近的原子核其他衰變模式 P放射性：放出質(zhì)子 重離子放射性 延遲質(zhì)子發(fā)射：衰變后放出質(zhì)子 延遲中子發(fā)射： 雙-衰變：同時放出兩個電子和兩個反中微子衰變42+YXAZAZHe4242+YXAZAZ衰變可以表達(dá)為：或：衰變過程滿足能量守恒：YYXEEcmcmcm+=222m：核的質(zhì)量；E：動能衰變能：YEEQ+=根據(jù)動量守恒有：EmmEYY=4441)1 (EAAEAEmmEEYY=+=+QAAE4=短射程與長射程粒子當(dāng)從母核衰變到子核的激發(fā)態(tài)時，粒子能量低于衰變到基態(tài)時出射的粒子，被稱為短射程粒子。當(dāng)從母核的激發(fā)態(tài)衰變到子核的基態(tài)時，粒子能量高于從母核基態(tài)衰變時出射的粒子，

16、被稱為長射程粒子。長射程粒子的產(chǎn)額非常低。Long range alpha-particle of range 95 mm from Thorium圖片來源：http:/ B為常數(shù)，與Z有關(guān)I.Perlman, A.Ghiorso and G. T. Seaborg, Relation Between Half-life and Energy in Alpha-Decay, Physical review, Vol 75, No. 7, 1949衰變的半衰期與衰變能關(guān)系： 常用的源：241Am 433a, 5.638, 5.485MeV;239Pu 24130a, 5.244MeV210Po

17、138.38d, 5.304MeV234Pu 87.74a, 5.593MeV衰變eAZAZeYX+1eAZAZeYX+122cMMcmmmQYXeYX=+=eAZiAZYeX+1Q=mXmY+mec2=MXMY2mec2Qi=mX+memYc2Wi=MXMYc2Wi衰變表達(dá)式衰變反應(yīng)能-+ECi為軌道電子層數(shù)，Wi為第i層軌道電子的結(jié)合能原子核從何外的電子殼層中俘獲一個軌道電子稱為軌道電子俘獲。俘獲K層電子，叫做K俘獲，以此類推。K層電子最靠近原子核，一般K俘獲概率最大，當(dāng)WL/C2 MX-MYWk/C2 , K俘獲不發(fā)生, L俘獲的幾率成為最大。軌道電子俘獲產(chǎn)生一個空穴，接著會產(chǎn)生特征X射

18、線或俄歇電子。能發(fā)生+衰變的都可以發(fā)生軌道電子俘獲，反之不一定。K俘獲幾率K與Z3成正比，對于輕核，K俘獲幾率很小，對中重核+和EC同時存在，而對于重核則EC過程占優(yōu)。03. 0:F18=+K81. 1:Mn52=+K320:Cd107=+KThe fifth power beta decay rule:the speed of a transition increases approximately in proportion to the fifth power of the total transition energy (if other things are being equal,

19、 of course)q depends on spin and parity changes between the initial and final stateq additional hindrance due to nuclear structure effects isospin, “l(fā)-forbidden”, “K-forbidden”, etc. 52) 1()(1cZMZMEIfIiSome useful empirical rulesFrom：www.nipne.ro/ddep2008/docs/Bucharest_Kondev_logft.ppt與衰變不同，衰變出射電子能

20、量并不為單能，據(jù)此提出了中微子假設(shè)。中微子具有非常小的質(zhì)量，電荷為0。中微子存在才能保證衰變能量守恒。/pub/today/archive/archive_2013/images/CMSResult130517_Figure01.jpg出射電子在大約Emax/3的能量上有最大產(chǎn)額1930年W.Pauli提出中微子假設(shè)：“只有假定在衰變過程中，伴隨每一個電子一起發(fā)射一個輕的中性粒子（此后Fermi稱它為中微子），使中微子和電子的能量之和為常數(shù)，才能解釋連續(xù)能譜”。即，衰變應(yīng)為子核，電子和中微子三者關(guān)系。于是，衰變能在三者間分配：Ed=Ee+E+ERER 0Ed

21、Ee+E反沖核質(zhì)量大，分配到的能量可以忽略，衰變能近似在電子和中微子之間分配。 -衰變的費(fèi)米理論衰變的費(fèi)米理論費(fèi)米認(rèn)為：正像光子是原子不同狀態(tài)之間躍遷的費(fèi)米認(rèn)為：正像光子是原子不同狀態(tài)之間躍遷的產(chǎn)物，產(chǎn)物， 、中微子是原子核中質(zhì)子和中子之間轉(zhuǎn)換中微子是原子核中質(zhì)子和中子之間轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的。產(chǎn)生的。 -衰變本質(zhì)是核內(nèi)一個中子變?yōu)橘|(zhì)子衰變本質(zhì)是核內(nèi)一個中子變?yōu)橘|(zhì)子, +衰變本質(zhì)是核內(nèi)一個質(zhì)子變?yōu)橹凶印Ｋプ儽举|(zhì)是核內(nèi)一個質(zhì)子變?yōu)橹凶?。?dǎo)致光子產(chǎn)生的是電磁相互作用，而導(dǎo)致中微子導(dǎo)致光子產(chǎn)生的是電磁相互作用，而導(dǎo)致中微子產(chǎn)生的是弱相互作用。產(chǎn)生的是弱相互作用。中微子被質(zhì)中微子被質(zhì)子俘獲子俘獲的截面的截面：

22、（1.10 0.26) 10-43cm2n p+e+, pn+e+10meV一些知識點(diǎn)躍遷和內(nèi)轉(zhuǎn)換 原子核衰變后往往衰變到子核的激發(fā)態(tài)，處于激發(fā)態(tài)的原子核不穩(wěn)定，會向基態(tài)躍遷，會放出光子或內(nèi)轉(zhuǎn)換電子。躍遷是將能量交給光子，而內(nèi)轉(zhuǎn)換電子則是將能量直接交給核外電子。Ee=EuElWi=EgWi內(nèi)轉(zhuǎn)換電子能量表示為：分別為：上能級，下能級及第i層電子結(jié)合能iluWEE,Eg=EuEl釋放的光子能量為：內(nèi)轉(zhuǎn)換過程會伴隨特征X射線或俄歇電子發(fā)射大多數(shù)情況下原子核處于激發(fā)態(tài)的壽命很短，典型為10-14s，有的更短。但有一些激發(fā)態(tài)處于亞穩(wěn)態(tài)，具有較長的壽命。處于壽命較長（沒有精確定義，一般要求大于0.1s）

23、的激發(fā)態(tài)的核素稱為“同質(zhì)異能素”。XAm表示為：處于同質(zhì)異能素的核可以同其他處于激發(fā)態(tài)的核一樣通過躍遷或內(nèi)轉(zhuǎn)換電子退激回到基態(tài)，也可以直接發(fā)生其他衰變。如234mPa核60mCo可以直接發(fā)生-衰變，同質(zhì)異能素的半衰期明顯區(qū)別于基態(tài)的核素。穆斯堡爾效應(yīng)RRluEhvEEEEE+=+=g0RE為原子核反沖能ReEEE=0gRaEEE+=0g發(fā)射光子能量吸收光子能量反沖能使得發(fā)射光子低于衰變能，而入射光子需要高于能級差才能被原子核共振吸收。當(dāng)發(fā)射譜與吸收譜重疊時可以發(fā)生共振吸收。能級展寬大于反沖能時才能觀察到明顯的共振吸收。反沖能遠(yuǎn)大于能譜展寬時在實(shí)驗(yàn)中觀察不到共振吸收。使放射源向吸收體進(jìn)行高速機(jī)械

24、運(yùn)動。根據(jù)多普勒效應(yīng)：+=cEEegg1共振吸收條件可以恢復(fù)將原子束縛在晶體中，相對原子核而言，晶體質(zhì)量極大，反沖能基本為0。衰變和吸收均成為無反沖過程，這個過程即為無反沖共振吸收，這就是穆斯堡爾效應(yīng)。核素表ZN/chart/半衰期 /chart/衰變類型衰變綱圖/chart//relnsd/vcharthtml/VChartHTML.htmlhttp:/ = 出射一個粒子/toi.htm

25、l可參考的資源：收集了一些相關(guān)網(wǎng)頁1.3 原子核反應(yīng)BbAa+a：入射粒子；A：靶核；b：出射粒子（一般指輕粒子）；B：剩余核可以簡寫為 A(a,b)B （二體反應(yīng)）dcbBAa+多體反應(yīng)A(a, b.c.d)B反應(yīng)道：入射粒子轟擊靶核產(chǎn)生的反應(yīng)不止一種，且隨著入射能量增加反應(yīng)方式增多。每一種核反應(yīng)過程稱為一個反應(yīng)道。660*1*26LidLidLipLipLipBenLipLid+ + + + + + + +核反應(yīng)分類 按入射能量分（低能：1 GeV。此分類并無嚴(yán)格規(guī)定） 按入射粒子分（中子：中子核反應(yīng)；帶電粒子：帶電粒子核反應(yīng)；重離子：重離子核反應(yīng)；光子：光核反應(yīng) 。） 按出射粒子分（中子

26、，質(zhì)子，裂變，散裂。） 按靶核質(zhì)量數(shù)分（輕核反應(yīng)：A90。此分類并無嚴(yán)格規(guī)定）核反應(yīng)核反應(yīng)中的守恒定則中的守恒定則1.電荷數(shù)、質(zhì)量數(shù)守恒電荷數(shù)、質(zhì)量數(shù)守恒2.總能量、總動量守恒總能量、總動量守恒3.總角動量守恒總角動量守恒 4.宇稱守恒宇稱守恒 Ea+EA=Eb+EBPa =Pb +PB Q方程b2bB2Ba2aA2AEcMEcMEcMEcM+=+BbAa+對于核反應(yīng)：根據(jù)能量守恒（忽略電子結(jié)合能）：反應(yīng)能：2b2B2a2AcMcMcMcMQ+ aAbBEEEE+=靜質(zhì)量變化動能變化 aAbBBBBB+=結(jié)合能變化Q0 為放能反應(yīng)，反之為吸能反應(yīng)Q+BbAa考慮反應(yīng)能后，核反應(yīng)表達(dá)式表示為：a

27、PbPBPLLbBaAPPPP+=+核反應(yīng)中動量守恒：當(dāng)靶核靜止時：bBaPPP+=abBEEEQ+=LBbabaaBabBbcos211mmmEEEmmEmmQ+=可得到Q方程：一個常用形式：+=2LbuuELbBbaacosAAAAEu+bBBaaBAAQAEAA+可用于計算特定角度出射粒子動能可以近似采用質(zhì)量數(shù)之比代替質(zhì)量之比：LBbabaaBabBbcos211AAAEEEAAEAAQ+=實(shí)驗(yàn)Q值：核反應(yīng)的剩余核很可能處在激發(fā)態(tài)上，此時的反應(yīng)能通常稱為實(shí)驗(yàn)Q值，用Q表示。*BEQQ=*BE剩余核的激發(fā)能為保證反應(yīng)發(fā)生，必須滿足：02+u對于放能反應(yīng)，上式始終滿足。對于吸能反應(yīng)，則需要入

28、射能量大于某個數(shù)值才能滿足上式，入射能量最小值由下式計算得到：0cosBbBaaBL22Bbaba=+AAQAEAAAAEAA當(dāng)出射角為0時，對應(yīng)的入射能量最小。這個能使反應(yīng)發(fā)生的最小入射能量為反應(yīng)閾能aBbBbthAAAAAQE+=根據(jù)：2BbAacQmmmm+=+2acQm QmmmEAAath+=存在 Eb()的雙值及園錐角限制： Q0,如1時粒子出射角可以達(dá)到180度當(dāng)1.1MeVU(99.3%),En1.1MeV才能引起才能引起238238U U裂變。若裂裂變。若裂變變, ,中子絕大多數(shù)經(jīng)過中子絕大多數(shù)經(jīng)過( (n,nn,n) )非彈，能量降到非彈，能量降到1MeV1MeV以下，雖以

29、下，雖235235U U熱中子裂變截面大，但中子在碰撞減速過程中熱中子裂變截面大，但中子在碰撞減速過程中(n, (n, n n),),( (n,nn,n),(n ,),(n ,) )被被238238U U共振吸收，引起共振吸收，引起235235U U裂變幾率很小。裂變幾率很小。b.b.一塊純一塊純235235U U 體系體系: :若體積小，大部分中子逃出體外；若體積大，若體積小，大部分中子逃出體外；若體積大，大部分中子能引起大部分中子能引起235235U U裂變裂變, ,十分劇烈，變成核爆炸。十分劇烈，變成核爆炸。c.c.要實(shí)現(xiàn)可控制的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)需要裝置要實(shí)現(xiàn)可控制的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)需要裝置-核裂變反應(yīng)

30、堆。核裂變反應(yīng)堆。 熱中子反應(yīng)堆熱中子反應(yīng)堆: En0.1eV,: En2的各種原子的離子 微粒子團(tuán)：帶電的微塵及有機(jī)分子團(tuán) 按加速電場核粒子軌道形態(tài)分 直流高壓：靜電加速器或倍壓加速器 電磁感應(yīng)：包括電子感應(yīng)及直線感應(yīng) 直線共振：利用射頻波導(dǎo)或諧振腔中的高頻電場進(jìn)行加速，軌道為直線 回旋共振：利用高頻電場進(jìn)行加速，軌道為沿弧線的回旋軌道粒子加速器作為射線源 帶電粒子源直接利用加速器輸出的帶電粒子 光源利用加速器輸出的高能電子產(chǎn)生軔致輻射或同步輻射 中子源利用加速器輸出的離子束與靶核發(fā)生核反應(yīng)產(chǎn)生中子或利用加速器光源的高能光子進(jìn)行光核反應(yīng)產(chǎn)生中子軔致輻射X射線源http:/ 密封中子管利用氘氘

31、或氘氚反應(yīng)產(chǎn)生中子，小巧方便，但中子產(chǎn)額小，壽命短 小型加速器中子源利用小型加速器加速質(zhì)子，氘或粒子轟擊靶產(chǎn)生中子，中子產(chǎn)額較中子管高 散裂中子源利用大型加速器將質(zhì)子加速到幾百M(fèi)eV轟擊重核產(chǎn)生散裂反應(yīng)產(chǎn)生中子。中子的輸出與反應(yīng)堆中子源相當(dāng)。加速器中子源可以產(chǎn)生不同能量的單能快中子。常用的核反應(yīng)包括：D(d,n)3He, T(d,n)4He, 7Li(p,n)7Be, 7Li(d,n)8B, 9Be(p,n)9B,9Be(d,n)10B, 13C(d,n)14N，12C(d,n)13N 使用薄靶可以產(chǎn)生單能快中子，使用厚靶可以產(chǎn)生一定能段的連續(xù)譜快中子。密封中子管http:/ 反應(yīng)堆生產(chǎn)的放射性核素 加速器生產(chǎn)的放射性核素反應(yīng)堆的放射性核素生產(chǎn)(n,)反應(yīng)是上產(chǎn)放射性