中子辐射是如何产生的都有什么特点存在的(中子辐射怎么产生)

导语：中子辐射是如何产生的？都有什么特点？存在哪些危害？

什么是中子？

原子是由带正电的原子核和周围环绕带负的电子组成，原子核则是由质子和中子组成。原子核内的质子数就是原子核的电子数，核内的中子数则等于质量数减去质子数。

中子能量：自由中子的动能，单位通常为eV。

中子注量：在空间一定点上，不论以任何方向入射以该点为中心的小球体的中子数目除以该球体最大截面积所得的商，单位为n/cm2，n代表中子。中子注量是以入射中子数目描述中子辐射场性质的物理量。

中子与物质相互作用的类型主要取决于中子的能量，辐射防护中，按中子能量的高低可分为：

慢中子：＜5keV，其中＜1eV（一般为0.025eV）也称为热中子；

中能中子：5～100keV；

快中子：0.1～500MeV。

空间中的中子如何产生？

宇宙空间中的质子主要由以下几种来源：

(1)银河宇宙线（宇宙线是指来自外太空的带电高能次原子粒子）和太阳宇宙线和大气相互作用产生；

(2)太阳发生的中子；

(3)高能粒子和物质作用所产生的二次中子。太空辐射要比地球上的辐射强烈得多，例如，空间带电粒子与空间站的墙体、卫星表面等发生碰撞就会产生中子。

中子辐照试验中的中子是如何产生的？

中子辐射通常采用人工的方法从原子核中释放出来，例如TRIGA脉冲堆或快中子脉冲反应堆。TRIGA反应堆又叫铀氢锆反应堆，是一种以氢化锆与浓缩铀均匀混合物为燃料（慢化剂）的固有安全性很高的反应堆；快中子反应堆则是指没有中子慢化剂的核裂变反应堆。

钠冷快中子反应堆原理图

Cold plenum—冷钠室/Hot plenum—热钠室/Control rods—控制棒/Primary sodium (hot)—一次钠（热）/Pump—泵/Core—堆芯/Heat Exchanger—换热器/Primary sodium—一次钠/Steam generator—蒸发器/Secondary sodium—二次钠/Turbine—汽轮机/Condenser—冷凝器/Heat sink—热阱/Generator—发电机/Electrical power—电力

中子辐照有什么危害？

中子与物质相互作用时，主要是和原子核内的核力相互作用，与壳外的电子不会发生作用。中子辐照会对半导体元器件产生危害。半导体元器件多采用半导体晶体材料制作，材料中的原子呈规则性周期排列。

晶体中周期性排列的原子

中子辐照时，高能中子与材料中的原子发生弹性碰撞，在规则的晶体材料中会形成间隙原子或空位等缺陷，在禁带中引入受主能级，从而降低少数载流子寿命，同时影响半导体元器件的性能（参数指标、稳定性、可靠性）。

（a）间隙原子（b）空位缺陷

中子通过物质时具有很强的穿透能力，对人体的危害比相同剂量的X射线、γ射线更为严重。中子可以深入人体组织，并造成长期健康问题，神经损伤、白内障、致癌以及影响血液和骨骼中的矿物质含量，因此，辐射防护非常重要。

中子破坏人体DNA

通常X射线或γ射线遇到物质，它们会失去能量，主要是通过与原子的电子壳层相互作用，原子数越高，其周围的电子数越多，与射线作用的效果越明显，所以铅等原子序数大的材料被用于屏蔽X射线或γ射线。

但中子辐射不同，由于中子不带电，不与电子相互作用，它们在通过铅等材料时损失的能量很少。中子屏蔽材料中通常是含氢量高的材料，因为中子和氢核的质量是相同的，在碰撞中能量传递最大化，适于对高能量的快中子进行减速，使其变为低能量的热中子；而热中子则可以通过与具有高吸收截面的元素（如硼或锂）碰撞而被消除。

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