中子辐射

天文学专有名词

中子辐射是一种少见的过程，它在核通过减少一个质量单位而达到稳定时发生，只发生在裂变产物范围内的核素（相对原子质量70~160）。中子辐射通常是用人工的方法从原子核中释放出来的。

中子辐射作用

中子与物质相互作用的类型主要取决于中子的能量。在辐射防护中，根据中子能量的高低，可以把中子分为能量小于5keV的慢中子、能量范围为5～100keV的中能中子和能量为0．1～500MeV的快中子三大类，其中慢中子中能量小于1eV（一般为0．025eV）的也称为热中子。

中子辐射由自由中子所组成，可由自发或感应产生的核裂变，核聚变或其他核反应产生。中子属于电离辐射中的不带电粒子辐射，但可与不同元素之原子核撞击，进行“中子激发”，产生不稳定同位素，使物质具放射性。

各类中子与物质的原子核相互作用过程基本上可以分为两类：散射和吸收。散射又可以分为弹性散射和非弹性散射。慢中子与原子核作用的主要形式是吸收，中能中子和快中子与物质作用的主要形式是弹性散射；而对于能量大于10MeV的快中子，和原子核的作用以非弹性散射为主。在上述的中子和物质的相互作用过程中，除了弹性散射之外，其余各种现象均会产生次级辐射

危害

当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，与外壳层的电子不会发生作用。中子通过物质时具有很强的穿透力，对人体产生的危险比相同剂量的X射线、γ射线更为严重。人体受中子辐射后，肠胃和雄性性腺会严重损伤、诱导肿瘤的生物效应高、并易导致早期死亡，同时受损伤的机体易感染且程度重，所致眼晶体混浊的相对生物效应为γ或X射线的2～14倍。造成造血器官衰竭，消化系统损伤，中枢神经损伤。还可以造成恶性肿瘤、白血病、白内障等。中子辐射还会产生遗传效应，影响受辐射者后代发育。

中子弹

中子弹可以在有效的范围内杀伤装甲防护和建筑内的人员。被杀伤的人员并不是马上死去，而是慢慢地非常痛苦地死去，受伤者缺少医治前提下，最长可以拖过7天的时间。

中子流作用的时间很短，对于中子弹等战术核武器袭击过的战场，己方可以快速进入目标区域作战，而不用担心放射性污染。

辐射防护

屏蔽过程

辐射防护是相当重要的。实际工作中大多数情况遇到的是快中子，快中子和物质相互作用时，首先是快中子的散射和减速，然后是慢中子被吸收后放出共化粒子或γ射线。因此中子屏蔽可分为以下两个过程：

（1）对快中子进行减速。重元素或具有大吸收截面的元素及其化合物可用以减速快中子并吸收次级γ射线。其中，重元素可阻滞快中子，截面大的元素能同时阻滞快中子并吸收慢中子，且不释放γ粒子。常用的重元素有铅、钨、铁、钡等，能吸收中子的大截面元素常用的有锂－6、硼－10、镉及其化合物或合金，例如碳化硼、氮化硼、锂化硼等，也有部分稀土元素。通常用重元素阻滞快中子后，还需要用轻元素材料（如含氢多的材料）进一步减速比较慢的中子。这些材料具有较好的耐辐射性能，如水、石蜡、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酯等高聚物，同时具有高含量的能阻滞中速中子的氢原子，且不产生γ射线二次效应。

（2）对慢中子进行吸收。慢中子吸收后才能完全消除中子危害。常用含锂或硼的材料，如氟化锂、溴化锂、氢氧化锂，氧化硼、硼酸和碳化硼等吸收慢中子，并减少次级γ射线的产生。显然，防中子辐射服必须同时具有将快中子慢化和将慢中子吸收的功能。将快中子慢化材料和慢中子吸收物质微粉混合后，在纺丝过程中添加纺制的防中子辐射纤维或无纺布或以后整理的方式涂覆在织物上，得到性能优良的中低能中子屏蔽材料，再通过合理的服装结构设计，才能达到良好的中子防护效果。

防护设备

产生中子辐射的设备多为人工操纵，因此中子辐射防护服对于保障该类工作人员的安全尤为重要。中子辐射防护服已广泛用于核原料提炼厂、石油测井仪器校准室、核反应堆厂房、新型坦克的核防护、战车乘员和防化兵指战员的中子防护、公路中子测量现场、中子刀治疗室医务人员和患者防护及国防舰船修造工作人员防护等。

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