每个人都有成功的机遇——中子发现过程的启示

中子的发现,使长期以来科学家们感到困惑的原子核组成问题迎刃而解。至于为什么是查德威克摘取了发现中子的＂桂冠＂,而其他科学家却与这一重大发现的机遇＂失之交臂＂,这就非常发人深思了。     

泠中子物理

自从1932年查德威克(Chadwick)发现中子以来,中子对核物理的基础研究以及对核反应堆等的应用研究都起了重要的作用.在五十年代已形成了一个重要的分支学科——中子物理学. 1947年,费密等人利用堆中子在BeO晶体上做衍射实验时已获得了冷中子,但由于冷中子在堆中子谱中所占的比例很小,所以用冷中子做的研究工作并不多.近十多年来,随着各种强中子源的相继建成,已有条件开展冷中子工作.特别是从1969年夏皮罗(Shapiro)等人开创超冷中子工作以来,中子物理学家正在向能量更低的中子领域开展探索性的工作.目前正在中子物理领域内逐渐形成一个冷中子物理分支.     

中子星

一1932年,当发现中子的消息从伦敦传到哥本哈根时,玻尔、兰道等在一起讨论了这个发现的伟大意义。当时兰道就提出可能有山中子组成的致密星。1934年巴德和兹维基也独立地提出了中子星的概念,并且指出,中子星可能产生于超新星爆发,是大质量恒星演化的晚年。     

中国先进研究堆中子散射大科学装置

作为与X射线相辅相成的表征手段,借助中子独一无二优异特性的中子散射技术已被广泛应用在材料和物质的微观结构和动态研究之中.中子散射大科学装置为众多学科及前沿交叉领域提供了先进的研究手段,已经成为基础科学研究和工业无损分析的重要平台.本文概述了中子探针的优异特性和国外主要中子散射大科学装置的发展现状,着重介绍了中国先进研究堆(China Advancd Research Reactor)中子散射大科学装置的建设进展,以及它们在不同领域的主要应用.在中国先进研究堆中子散射一期工程建设过程中,中国原子能科学研究院通过与北京大学、中国科学院物理研究所、中国科学院化学研究所、德国于力希研究所等合作,共建造了10台设备,包括:高分辨中子粉末衍射谱仪、高强度中子粉末衍射谱仪、中子残余应力谱仪、中子四圆谱仪、中子织构谱仪、热中子三轴谱仪I、热中子三轴谱仪II、小角中子散射谱仪、中子反射谱仪、快速中子照相测试平台等.到目前为止,中国先进研究堆已运行200多个小时专门用于调试和优化这些中子散射谱仪,我们已经获得一些非常好的实验结果.作为国际上通量最高的反应堆中子源之一,中国先进研究堆将为我国中子散射的发展和应用提供重要保障.     

中子研究五十年

五十年前Chadwick发现了中子。中子的发现对科学技术产生了巨大的影响,涉及面极广,从原子核反应堆到生物体物质的研究,乃至物质基本组分的最新探索。     

低剂量中子射线的危害

科学家们惊奇地发现,以核发电厂放射的中子射线实际上小剂量比大剂量更有害。这一消息发表在英国《自然》杂志上。它与其它形式的射线——γ-射线和x-射线有些不同。美国能源部国立阿贡实验所的研究者们发现,老鼠胚胎细胞经小量多次中子照射比细胞在相同的所有剂量一次照射有更多的恶性改变。对于核电厂的工作人员,用粒子加速器工作的     

含有反常质子的反常中子星

在文[1]和[2]中,我们已经论证了可能存在两类中子星——由正常中子物态构成的正常中子星和由反常中子物态构成的反常中子星。文[1]和[2]用的都是均匀星体模型近似。文     

丰中子区近132Sn原子核的壳演化研究进展

弱束缚区原子核传统幻数的消失和新幻数的产生一直是放射性核束物理的前沿研究方向.近年来,基于世界各地大科学装置的研究已经积累了丰硕的成果.在远离稳定线的轻丰中子区,人们已经发现8,20,28传统中子幻数的消失和新中子幻数14,16,34等的出现.在中重丰中子区,已有的实验和理论研究显示,50和82传统中子闭壳随着中质比的增大,有减弱直至消失的趋势.利用日本理化学研究所的放射性束流装置,我们开展了对~(123)Pd和~(125)Pd核的β衰变实验研究,在衰变子核~(123)Ag和~(125)Ag的低激发能区发现了具有β放射性的同核异能态.利用新发现的同核异能态,讨论了奇质量Ag同位素核中由πg_(9/2)和πp_(1/2)两个轨道形成的Z=40亚闭壳能隙在N=82附近的演化,发现在N=82处,Z=40亚闭壳能隙可能存在明显的减小.为进一步了解壳演化的微观机制,使用包含张量力的壳模型计算了这个质量区单粒子轨道的演化.结果显示,相比于N=50处,Z=40亚闭壳能隙在N=82处存在明显的减小,张量力对Ag同位素中πg_(9/2)和πp_(1/2)轨道以及Z=40亚闭壳能隙在接近N=82时的演化起到非常重要的作用.     

海洋体系中稀土元素的富集系数与停留时间的相关性研究

在上一篇文章中,我们利用高灵敏度、且具多元素分析能力的中子活化法,测得了近20种元素在海洋体系中的富集系数,并给出了它们与停留时间的负相关方程式。 本文将要讨论稀土元素的情况,因为目前文献中关于海洋体系中稀土元素的停留时间值非常稀少。为此,我们在以前工作的基础上,利用上述负相关方程式,结合中子活化分析法测     

氘化酵母的耐快中子辐射效应

快中子的相对生物效应远大于1,所以中子弹以其强烈的中子辐射能有效地杀死生物。如果一生物体内的氕原子被氘原子所取代,在理论上是可以耐中子辐射的。我们用啤酒酵母(Saccharomyces Carlsbergensis)作材料,在氘水培养液中进行培养;同时用普通培养液作对     

宁强陨石的化学元素丰度

我国幅员广阔,人口众多,这为陨石的寻找和发现提供了良好的条件。据统计,我国现有陨石约80块,然而,遗憾的是,迄今还没有一块具有重要科学价值的碳质球粒陨石。 1983年6月25日,在陕西宁强地区坠落了一块陨石,经初步研究,发现该陨石与世界闻名的阿仑德陨石非常相似。在这基础上,我们用高灵敏度、且具多元素分析能力的中子活化法     

中子射线照相

中子射线照相的实际应用是从1968年开始的。目前已经有一些国家设立中子射线照相服务中心。旅理和设备中子射线照相术原理见附图。从图中可以看出,它同X射线和,射线照相术很类似。它的特点是中子束通过物体的减弱同原子序数无关。中子派中子源按能量大小可分为冷中子源     

π介子与原子核

原子核是由什么组成的?也许读过中学物理的人都能回答。那末,你是否对“原子核是由质子和中子组成的”这种答案的精确性产生过怀疑呢?为了说明这个问题,让我们简单回顾一下原子核组成的认识过程。历史的回顾1911年,物理学家卢瑟福在α散射的实验中发现了带正电的原子核的存在.1917年,他又在α与氦核的碰撞实验中发现了质子。当时人们已经知道了质子     

轻丰中子核的奇特结构研究进展

不稳定核的奇特结构,例如集团结构、闯入态等,是放射性核束物理研究的热点方向之一.直接核反应实验是研究丰中子核奇特结构的重要手段之一.本课题组自主研发了适用于放射性束流在质子和氘靶上发生直接核反应实验研究的带电粒子探测阵列.利用该高精度、大立体角、模块化、多用途的探测阵列,我们在轻丰中子核的奇特结构实验研究方面取得了一系列重要进展:从实验上确认了¹⁴C的π型线性链状分子转动带;发现了丰中子核¹⁶C的π²σ²构型线性链状分子结构,¹⁴C的一个共振态可能有“3α呈线性排列”的线链超形变结构.我们定量研究了¹²Be、¹³B等N=8附近丰中子核的s波和d波闯入强度,结果表明:¹²Be基态中s波占19%,远远小于¹¹Be(～80%),而d波成分却高达57%,是主要的闯入成分;¹³B基态中的s(d)波闯入成分约为12%(5%),处于从Be到C的过渡.     

核子自旋之谜

质子与中子属于本世纪首批发现的亚原子粒子之列。它们居于原子核内、因此被称为核子。我们日常生活中所碰到的一切东西(包括你正在读的这一页文章以及你本身)．其组成成份的99．9％都是核了(剩下的0．1％是电子)。经过80年的实验研究和理论分析之后，我们已经了解了核子的许多性质，但是它们的某些基本性质对我们来说仍然是一团出人意外的谜。     

中子瓶

英国牛津仪器公司声称他们已将世界上第一个商品生产的低温中子瓶交付给法国格勒诺布尔的朗芝万研究所。该中子瓶是一个3米长的不锈钢瓶,充以纯液氦并能在0.6°K 温度下无限期的工作。中子由纯氦冷却成超冷中子并贮存于瓶中。中子可通过工作于0.6°K 的机械阀放出到实验室中。利用此瓶的首批实验之一是探究中子的电偶极矩,其灵敏     

太阳中子事件的观测特征与中子能谱的计算

太阳中子事件是与耀斑活动相关的偶发性即刻粒子事件, 主要表现为地面宇宙线探测装置的计数瞬时突增. 太阳中子携带着爆发源区的物理信息: 耀斑大气的元素组成、大气高度、磁场的会聚程度以及磁流体湍动等. 相对于其他带电粒子, 中子能够不受太阳磁场和行星际磁场的束缚而直达地面. 目前, 对太阳中子事件的理论研究, 主要是通过蒙特卡罗模拟, 考虑太阳耀斑环中磁场的螺旋角散射作用和磁镜效应, 计算耀斑磁环模型里各向异性中子的产生与太阳大气高度、时间、角度和能量间的关系, 计算逃逸中子的角分布和能谱, 以及逃逸到地球附近中子的能谱. 观测方面, 主要是结合地面中子监测器记录的超出时间与空间探测到的g射线核谱线发射峰值的时间差, 利用飞行时间方法(Time of Flight Method), 考虑中子监测器的探测效率和中子在地球大气中的衰减因素, 反演日面处的中子能谱. 本文依据已确定的10例太阳中子事件, 评述基本的观测特征, 介绍相应的观测仪器, 探讨太阳中子能谱计算的两种方法(观测法和模型法), 比较不同方法获得的计算结果; 并依托羊八井太阳宇宙线探测装置(中子监测器、太阳中子望远镜), 报道对太阳中子的初步交叉探测特征(1998年11月28日GLE事件和2005年1月20日GLE事件), 指出目前亟待解决的问题.     

反物质之谜

1897年,汤母生通过研究阴极射线测出了电子的荷质比;1919年,卢瑟福用α粒子轰击氮原子核产生了氧原子并发现了质子;1932年,查德威克从α粒子轰击,铍的核实验中发现了中子。这样,我们对自己所处的物质世界有了一个基本了解:不带电的中子和带正电荷的质子组成了原子核,带负电的核外电子绕核旋转,原子核和核外电子组成原子;原子再组合形成各种分子,各种性质不同的物质分子形成了美妙和谐的物质世界。     

零温度和有限温度下原子核的中子皮厚度

中子皮厚度是研究原子核内质子和中子性质差异,尤其是分布差异的重要物理量,一直受到人们的重视,在零温度情况下(原子核为“冷核”),实验上通过分析质子弹性散射和α散射数据来确定中子皮厚度,但中子分布是很难精确测定的,由此得到的中子皮厚度的差别很大,在有限温度情况下(原子核为“热核”),由于热核的亚稳定性,在实验上很难通过分析实验数据来确定中子皮厚度,因此,迫切需要从理     

试用中子活化法测定我国华南热带和亚热带某些地表水地球化学背景值

中子活化法测定地表水地球化学背景值是一项新的分析技术。目前,这个方法已经在我国应用。我们收集了一些没有污染的海南岛热带和广东省西部亚热带地表水样品,这些样品经冷冻干燥以后用中子活化法进行分析。共分析28个元素。这些都是取自不同地点的河水和水库水,分析结果表明,地表水地球化学背景值与热带、亚热带的生物-气候条件和岩石的地球化学成分有关。