中子数据处理(中子数科)

2024-09-10

什么是中子、中子源、散裂中子源?

中子由查德威克于1932年发现,是组成物质的基本粒子之一,不带电,因此被称为中子。 原子核由带正电的质子和不带电的中子组成 在宇宙中,中子含量非常丰富,几乎占了所有可见物质的一半。但对于物理和生物材料领域的研究来说,缺少一种足够亮度的中子源。

散裂中子源是:研究中子特性、探测物质微观结构和运动的科研装置,可带动物理学、化学、生命科学、材料科学、纳米科学、医药、国防科研和新型核能开发等学科发展,广泛服务于工农业生产。中国散裂中子源(CSNS)是国家“十一五”期间重点建设的大科学装置,是位于国际前沿的高科技、多学科应用的大型研究平台。

产生中子的装置是散裂中子源。散裂中子源(SpallationNeutronSource,SNS)是一种用于产生中子的装置,其基本原理是利用高能质子束撞击重金属靶体,使靶体中原子核受到质子轰击后发生裂变,产生大量的中子。这些中子可以用于材料科学、化学、生物学、能源等多个领域的研究。

交换机的三种数据传输方式之间的区别

1、以下为三种数据传输方式对比)Cut through传输方式接收到目的地址后即转发出去。这种方式延时小,但损坏的数据一样转发。Store-and-forward传输方式接收到完整的数据包后,校验好坏,好的转发,坏的丢弃重发。这种方式传输可靠,但其延时较长。

2、交换机的三种交换方式是:直通式(Cut Through)当输入端口检测到一个数据包时,就检查该包的包头,根据包内的目的地址把数据包直通到相应端口。优点:这种方式不需要等数据包接收完就开始转发,交换速度快,延迟非常小。缺点:不提供错误检测服务,有可能将出错的数据包转发出去。

3、交换机的传输模式有全双工,半双工,全双工/半双工自适应这三种模式。全双工模式:交换机在发送数据的同时也能够接收数据,两者同步进行,就像我们平时打电话一样,说话的同时也能够听到对方的声音。这种模式能够实现数据的快速传输,但是会有一定的延迟。

活化分析为什么要冷却?

1、茶叶成分复杂,虽说用镉屏蔽掉大部分的 Na、K,但是样品中仍然有一部分Na、K等元素被活化,它们产生的放射性提高本底影响 As 测定,这时要选择适当的冷却时间进行测量,使 Na、 K的影响降低最低。

2、冷中子通常需要有专门的冷源设施,一般采用液氦对热中子进行冷却,达到接近于单一波长的中子。这样的设施在全世界为数不多,一般设在核反应堆内部。国内中国先进研究堆(CARR)和绵阳研究堆(MYRR)都建立了冷中子源。

3、在钒的中子活化分析中,当中子通量为1×1013中子/厘米2·秒时,照射1分,冷却1分,其灵敏度为0×10-11克;照射30分,冷却1分,其灵敏度为4×10-2克;照射到饱和,其灵敏度为9×10-12克。这个灵敏度是其他方法所达不到的。

4、然而,并非入射粒子能量越高越好。随着能量增加,竞争反应的可能性增大,导致多种出射产物,使分析结果复杂,对轻元素分析造成干扰。带电粒子在样品中的穿透性有限,例如15兆电子伏的质子在铝中仅能穿透5厘米。因此,这种分析方法更适用于表面层的分析。

5、无需破坏样品,保留了研究对象的完整性。然而,尽管有这么多优点,活化分析也存在一些不足。首先,所需的设备复杂,成本较高,可能限制了其在某些领域的广泛应用。其次,分析周期较长,可能不适合对快速变化的系统进行实时监测。最后,它无法直接测定元素的化学状态和结构,这是其技术上的局限性。

6、在GSR(枪弹残留物)检验中,中子活化分析用于检测射击者手臂上是否存在过量的锑和钡。这两种元素常出现在子弹底火中,如果测试结果显示手上有大量这些元素,表明近期可能使用过枪支。然而,需要注意的是,正常情况下人体手部的这些元素含量也是有限的,NAA依赖于异常高的元素浓度来确认GSR的存在。

微堆仪器中子活化分析测定地质试样中稀有元素

1、将样靶和标准靶装入跑兔盒,用快速气动样品传输系统将靶样送入反应堆内辐射孔道中进行辐照。

2、方法适用于地质试样中铷、铯、钴、铌、钽、锆、铪、锶的测定。详见第53章锂、铷、铯矿石分析55微堆仪器中子活化分析测定地质试样中稀有元素。

3、表3 微堆仪器中子活化分析测量条件 2 辐照后的样品和标准,经适当的冷却时间,在相同的几何位置下用高分辨率的高纯锗探测器测量γ射线放射性。测量所得的γ能谱,用中子活化分析软件进行谱分析和数据处理,相对法计算元素的含量。所测元素的核参数见表4。

4、辐照和测定。用快速气动试样传输系统将靶样送入反应堆内辐射孔道中,按照分析程序进行辐照。测定条件见表844。表844 微堆中子活化分析测定条件 辐照后的试样和标准物质,经适当的冷却时间,在相同的几何位置下用高分辨率的高纯锗探测器测定γ射线放射性。

5、用镍锍试金富集铂族元素,镍扣用(1+1)HCl溶解后制备靶样,送入反应堆中辐照。经适当时间的冷却,用γ能谱仪测量被测核素的特征γ峰。方法适用于地球化学勘查水系沉积物、土壤、岩石等样品中铂、钯、钌、铑、锇、铱的测定。

6、试样经王水分解,活性炭吸附富集,中子活化分析测定金。方法适用于地球化学勘查水系沉积物、土壤、岩石等样品中痕量金的测定,检出限0.005ng/g,测量范围:0.01~104ng/g。试剂 盐酸。硝酸。活性炭。

热中子非弹性散射概述

1、热中子非弹性散射是指能量在几百到几毫电子伏范围内的热中子与各种物质相互作用,导致入射能量发生改变的散射现象。热中子具有很高的穿透性,其动能接近常温下物质内部分子或原子振动、转动和扩散运动的能量。

2、热中子非弹性散射是一种重要的测量手段,主要分为两种方法:一种是基于中子衍射,通过连续性中子源(如反应堆)产生单能中子,对样品进行散射后,分析散射中子的能量分布,这种设备通常被称为三轴谱仪。

3、所谓弹性散射,是指中子与原子核发生碰撞后,系统的总动能不变,而中子将部分动能传递给原子核,核并未被激发仍处于基态,但却获得了能量。这是中子在物质中损失能量被减速的主要过程。

4、在散射过程中,若参与散射的两粒子内部能量与结构不发生变化,则称这种散射为弹性散射。在弹性散射过程中,系统能服从能量守恒定律和动量守恒定律。

5、中子辐射屏蔽一般需经过两个过程:首先是快中子通过与物质的非弹性散射与弹性散射,使得中子慢化变成热中子;第二步是热中子被物质俘获吸收。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)。

6、中子寿命测井通过测量热中子被地层俘获所需的时间与深度的关系,可用于区分油水层和划分油、气、水界面。中子γ能谱测井,特别是快中子非弹性散射γ能谱测井,可以利用γ射线的能量差异来判断岩层中碳、氧的含量,进而评估岩层的含油量。