什么是中子？什么是中子源？什么是散裂中子源？

　　什么是中子？

　　世界上的物質是由分子和原子構成的，原子就像是原子核和核外電子的微小太陽系，質子和中子構成了原子核。

　　中子作為組成原子核的基本粒子之一，不帶電，因此被稱為中子。它是由劍橋大學卡文迪許實驗室的英國物理學家詹姆斯·查德威克于1932年發(fā)現(xiàn)的。中子對輕的原子核非常敏感，能夠精確測得分子結構中的氫原子位置，還能定位“摻雜”在重原子中的其他輕原子。中子的這種特性，使它能夠“拍攝”到材料的微觀結構，跟蹤正在運動中的原子核分子的行為。

　　什么是中子源？

　　中子源是能夠產(chǎn)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。要用中子研究物質的結構，必須有一個適當?shù)闹凶釉础?

　　最早使用的是放射性同位素中子源，但強度較低，壽命有限。20世紀用于中子核物理研究的主要中子源，是用低能粒子加速器產(chǎn)生的帶電粒子束轟擊靶而產(chǎn)生的中子，其能量單一、脈沖性好，但中子產(chǎn)生效率較低。反應堆中子源中子通量高，應用最為廣泛，但由于反應堆散熱技術的限制，使其最大中子通量受到限制。

　　散裂中子源的出現(xiàn)則突破了反應堆中子源中子通量的極限。

　　什么是散裂中子源？

　　簡單地說，散裂中子源就是一個用中子來了解微觀世界的工具。當一個高能質子打到重原子核上時，一些中子被轟擊出來，這個過程被稱為散裂反應。被轟擊的原子核溫度升高，更多的中子就會“沸騰”起來并脫離原子核的束縛。

　　如果將一個壘球用力投到裝滿球的筐中，有一些球會立刻蹦出來，而更多的球則會彈跳并翻出筐外，散裂反應與這個過程很相似。每個與原子核相作用的質子能夠轟擊出20到30個中子。

　　從上世紀80年代開始發(fā)展起來的、基于先進加速器技術的散裂中子源是目前世界上最先進的中子源，它的基本原理是用高能強流質子加速器產(chǎn)生能量在1GeV以上的質子束轟擊重元素靶（如鎢或鈾），在靶中發(fā)生散裂反應，產(chǎn)生大量的中子。