中子射线是什么射线

导语：中子射线是什么射线？中子射线是一种特殊的射线，它属于粒子射线的一种，与常见的电磁辐射有着本质的区别，中子射线由不带电的中子组成，这些中子在原子核内部存在，并且可以通过核反应或核裂变等方式释放出来，下面就去看看中子射线的特点吧！

中子射线是什么射线

中子射线

1920年卢瑟福在一次学术报告中提出了一个重要的构想，认为有可能存在一种中性粒子，它的质量和质子相似。在他的这个构想中，中子已经呼之欲出了，只有待实验的证实了。因此卢瑟福的这个构想实际上已经拉开了发现中子的序幕。1930年德国物理学家玻特和贝克发现，放射性同位素钋发出的α射线轰击铍、硼、锂靶时，会产生一种穿透力比α射线大得多的射线。

他们实际上迈出了发现中子的第一步。两年后，F.约里奥和I.居里(居里夫人的女儿)夫妇在巴黎所做的进一步的实验，有了更进一步的发现。他们发现新产生的射线能够从石蜡中把质子驱赶出来。他们实际上已经从实验上发现了中子，可惜与这一伟大发现失之交臂，正如当时一位物理学家为之叹息的那样：“他们发现了中性质子而居然认不出来。”这到底是一种什么射线呢?人们最先想到了γ射线，不幸的是，一切想用γ射线来解释以上结果的努力都没有成功。人们只好进行新的探索。

1932年英国物理学家J.恰德维克利用一种新的实验技术完成了他的著名的实验。从这个实验中他发现，从铍核中发射出的穿透力很强的粒子不是无质量的，而是具有和质子差不多的质量。早在1920年卢瑟福就曾经讨论过这种粒子，并把它称为中子。随后许多物理学家曾经进行过许多实验来寻找，但都没能找到肯定的证据。恰德维克在发现中子上的贡献，使他荣获1935年的诺贝尔物理学奖。中子的发现才第一次真正揭开了原子核结构的奥秘。中子的发现，在核物理方面产生了重大而深远的影响。

在1930年以前，人们一直认为原子核的总质量仅仅由质子一种粒子所组成。在恰德维克发现中子后不久，德国物理学家海森堡提出了原子核是由质子和中子组成的假说认为原子核既包含质子，也包含中子(氢原子核是唯一的例外)，其质量数等于质子和中子质量的总和，原子序数等于质子数目。对中子质量所做的更为精确的测量，显示出它比质子更重一些，质子是1.67243×10-24克，中子是1.6747×10-24克。中子在自然界中是不能单独存在的，它是在原子核受到外来粒子轰击时才从原子核中释放出来的，因此中子射线也是一种核射线(核辐射)。

自由中子是不稳定的，它会蜕变成一个质子、一个电子和一个中微子。这个过程可以用下面的式子来表示：n(代表中子)→p(代表质子)+e(代表电子)+v(代表中微子)中微子是一种既无质量又不带电的粒子。在后面我们将要介绍的内容中，我们将会进一步看到，中子射线在物理学上和技术上都是一种非常独特和非常重要的射线。

中子射线

中子射线的特点

中子射线的特点包括其强大的穿透力、对含氢材料的强散射性能、以及对不同元素的吸收系数不同。

中子射线因其不带电荷的特性，在穿透物质时能够轻易地穿过电子层，直接击中原子核并发生核反应，如吸收反应、裂变反应或散射反应等。这种核反应的强度与物体内部单位体积内的核素性质、核素种类以及原子核密度等有关，也与被穿透物体的厚度有关。因此，中子射线的强度变化与物体的内部结构相对应，形成中子强度分布图像。这种图像可以通过图像探测器记录和显示，从而得到表征物体内部核素、密度和厚度变化的综合信息图像。

中子射线比X射线和γ射线具有更强的穿透力，对含氢材料表现为很强的散射性能。中子通过物质时与原子核相互作用而衰减，且不同的元素有不同的吸收系数。中子不能直接使X射线胶片感光成像，而是通过一种特殊的转换屏与X射线底片组合使用。中子射线可以用来检查含氢、硼、锂的物质与重金属组合的物体、检查爆炸装置、检查陶瓷中的含水情况、检查密封在金属中的固体火箭推进剂，也可以对原子序数相近或同一元素不同同位素进行检测及检查核燃料等。

此外，中子射线因其不带电的特性，不具有直接的电离能力，但可以通过与物质的相互作用产生的次级粒子间接地使物质电离。中子按其能量由低到高分为热中子、慢中子、中能中子、快中子、高能中子等不同类型，这些特性和分类为中子射线在无损检测、材料科学、环境科学等多个领域的应用提供了基础。