中子源(卷名：化学)
neutron source
狭义的中子源一般指以发射中子为特征的放射性同位素中子源，简称同位素中子源。广义的中子源则指现在常用的反应堆中子源、加速器中子源（包括中子发生器）和放射性同位素中子源三大类。与反应堆和加速器中子源相比，同位素中子源有体积小、可移动、制造简单、价格低廉、使用方便等优点，但中子强度低，一般不大于1010中子/秒。（见放射源）
分类和制备 按照中子产生的过程，放射性同位素中子源可分为三类。
(α，n)中子源 利用放射性核素发射的α粒子轰击某些轻元素材料靶核，通过(α，n)反应而获得中子。用于制备中子源的α放射性核素有:钋 210、镭226、钚238、钚239、镅241、锔242、锔244等。最常用的靶材料是铍，铍9的(α，n)反应的中子产额最高。同一能量的α 粒子与不同的靶材料作用，中子能量和产额都不一样（见表）。(α，n) 中子源的中子能谱是连续的，但不平滑。利用改变靶材料组成和比例，可制备出某些预期能谱的中子源。
(α，n)中子源通常是将α发射体与靶材料充分混合，压紧、密封在金属源壳中制成的。也可制成化合物、合金或烧结成陶瓷体，再密封在金属壳中。
(α，n)中子源的产额除与靶材料的核性质有关外，还与靶材料的量有关。对于铍靶中子源，铍与α发射体的原子比须大于50:1，以保证α粒子有足够的机会和周围的铍原子相互作用产生中子。(α，n) 中子源是同位素中子源中应用得最广的一类。
(γ，n)中子源 也称光中子源，是利用放射性核素发射的高能γ射线轰击某些轻材料靶核，通过(γ，n)反应而产生中子。多数靶核的(γ，n)反应阈值在5兆电子伏左右。只有铍和氘的反应阈值较低，分别为1.67和2.23兆电子伏。能够释放这样高能量γ射线的核素不多，而半衰期较长、适于制备中子源的核素则更少。常用的有钠24、钇88、锑124、镧140和镭226的子体物。
(γ，n)中子源的制备比较简单，通常把γ放射源放置铍套中或浸在重水中即能发射中子。如果把锑和铍粉混合压块、做好包壳，送入反应堆辐照，产生的锑 124以其强γ射线与铍产生(γ，n)反应放出中子，即成中子源。不过光中子源的中子产额随靶材料的厚度不同而差异很大。要制得适用的高中子产额的锑 124－铍中子源，须在锑124γ源外包以厚铍靶。包了厚铍靶的锑124－铍中子源中子产额可达5.2×106中子/（秒·居）。1克锑在1×1014厘米-2·秒-1热中子注量率下照射90天，可得到16居里锑124，所以锑124－铍中子源容易做得很强，强度可达1010中子／秒。虽然它有锑124半衰期短(60.3天)、源强度随时间变化较快的缺点，但仍是光中子源中应用较广的一种。
自发裂变中子源 利用某些重核的自发裂变过程产生中子。理论上，原子序数大于90的元素的核均不稳定，除发生放射性衰变外，还可能自发裂变。目前常用的自发裂变中子源是锎252。锎252衰变发射α 粒子，自发裂变发射中子。α 衰变的半衰期为2.73年，自发裂变半衰期为85.5年，总有效半衰期为2.64年。每克锎 252每秒钟发射中子数为2.32×1012个。
锎252自发裂变中子产额高，可制成体积小、强度大的中子源。常用锎 252的氧化物或其钯基金属陶瓷体作源芯。源的包壳为双层密封，内壳常用铂－铑合金，外壳用不锈钢。
所有中子源的强度都是以中子发射率表示的。但是(α，n)中子源有时以源中 α 放射性核素的活度值来表示，而锎252裂变中子源则常用锎252的重量来表示。
安全性要求 根据使用条件而定。石油测井用中子源要求耐高压、高温，抗腐蚀；对于反应堆启动用中子源，除上述要求外，还要求耐辐照。因此中子源包壳材料的选择、设计加工和焊接技术都非常重要。
应用 同位素中子源主要用于石油、天然气的勘探测井、测水分和某些元素的活化分析，以及治疗癌症等。中子测井是根据快中子易被油、天然气等含氢丰富的物质慢化，探测慢化了的中子，或者探测慢化了的中子与周围介质反应产生的γ辐射，根据探测到的辐射来确定是否有油、气及它们的储量。中子源测土壤或材料中的水分，也是利用快中子被含氢材料迅速慢化的原理。同位素中子源可用于核裂变装置的启动，也可以对那些中子活化截面高的元素进行活化分析。小型中子源还可以放置在肿瘤部位作中子治疗。（见彩图）
