應用中子物理學

應用中子物理學 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

陳達,賈文寶 著
圖書標籤:
  • 中子物理
  • 應用物理
  • 核物理
  • 反應堆物理
  • 輻射物理
  • 中子散射
  • 中子探測
  • 材料科學
  • 核工程
  • 醫學物理
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齣版社: 科學齣版社
ISBN:9787030453075
版次:1
商品編碼:11758402
包裝:平裝
叢書名: 南京航空航天大學研究生係列精品教材
開本:16開
齣版時間:2015-08-01
用紙:膠版紙
頁數:304
字數:464000
正文語種:中文

具體描述

內容簡介

  《應用中子物理學》係統地介紹瞭中子的基本性質、常用中子源與中子的産生、中子與物質的相互作用及中子輸運、中子及能譜測量、中子劑量測量、中子防護等中子物理的基礎知識,同時全麵介紹瞭中子散射、中子活化分析、中子治癌、中子照相技術等中子技術在各領域的應用。
  《應用中子物理學》符閤教學要求,可供核科學與技術相關專業本科生和研究生教學使用,也可作為相關專業選修教材以及從事相關專業的教學和科研人員的參考用書。

內頁插圖

目錄

前言

第1章 Q方程及其應用
1.1 核反應和反應道
1.1.1 實現核反應的途徑
1.1.2 核反應的分類
1.1.3 反應道
1.2 Q方程的推導
1.2.1 反應能
1.2.2 質量虧損
1.2.3 結閤能與比結閤能
1.2.4 Q方程的推導
1.3 反應閾能和臨界能量
1.4 Q方程的應用
1.4.1 對於彈性散射Q方程的應用
1.4.2 當Ea-0時(常溫或很低能的核反應)
1.5 L係和C係中齣射角的轉換
1.5.1 C係中的能量關係
1.5.2 OL和Oc的轉換關係
1.5.3 Y的計算
1.5.4 L係和C係中的微分截麵的轉換
1.6 中子的基本性質
1.6.1 中子的粒子性
1.6.2 中子的波動性
參考文獻

第2章 中子源物理
2,1中子的産生及主要指標
2.2 同位素中子源
2.2.1 (a,n)中子源
2.2.2 (Y,n)中子源
2.2.3 自發裂變中子源
2.3 加速器中子源概況
2.3.1 1keV,-20MeV能區的白光中子源
2.3.2 20-200MeV準單能中子源
2.3.3 白光中子源分類
2.3.4 電子直綫加速器中子源
2.4 常用加速器中子源
2.4.1 D(d,n)3He
2.4.2 T(d,n)4He中子源
2.4.3 Li(d,n)中子源
2.4.4 9Be(d,n)10B中子源
2.4.5 7Li(p,n)7Be中子源
2.4.6 9Be(p,n)中子源
2.5 反應堆中子源
2.5.1 堆的基本特徵量
2.5.2 堆中子的空間分布
2.5.3 堆中子監測問題
2.6 散裂中子源
2.6.1 散裂中子源概述
2.6.2 散裂反應過程
2.6.3 散裂中子産額
2.6.4 散裂中子能譜
2.6.5 靶和慢化體
參考文獻

第3章 中子與物質的相互作用
3.1 基本物理量
3.1.1 截麵
3.1.2 角分布和微分截麵
3.1.3 中子截麵的特點
3.1.4 宏觀截麵
3.2 核反應機製
3.2.1 核反應過程的三個階段
3.2.2 幾種反應機製的特點
3.2.3 對各反應機製特點的解釋
3.3 中子與物質相互作用的物理過程
3.3.1 勢散射
3.3.2 復閤核反應
3.3.3 中子的輻射損傷效應
3.3.4 用於中子探測的幾個輕核反應(n,X)
參考文獻

第4章 中子測量技術
4.1 中子探測基本原理
4.1.1 核反應
……
第5章 中子劑量測量方法
第6章 中子能譜測量
第7章 輻射防護問題
第8章 宏觀中子物理
第9章 中子輸運
第10章 中子散射
第11章 中子活化分析
第12章 中子治癌
第13章 中子照相技術
參考文獻

前言/序言


探索宇宙的基石:核科學前沿與未來展望 本書是一本麵嚮對核科學與技術充滿好奇的讀者,特彆是希望深入瞭解原子核內部奧秘、核反應機製及其廣泛應用領域的愛好者和從業者所創作的科普讀物。它並非一本枯燥的技術手冊,而是以清晰易懂的語言、引人入勝的案例,引領讀者穿越微觀世界的迷人景觀,觸摸驅動現代文明進步的強大力量。 第一部分:原子核的誕生與演化——宇宙的化學語言 我們從宇宙的起源開始,探尋構成萬物的基本元素是如何在恒星的熔爐中鍛造而成。本書將詳細闡述核閤成的宏偉圖景,從輕元素的融閤到重元素的裂變,解釋恒星的生命周期與元素的豐富程度之間深刻的聯係。我們將一同迴顧大爆炸核閤成的短暫而關鍵的時刻,理解早期宇宙中輕元素的形成過程,為之後更復雜的核結構奠定基礎。 隨後,我們將深入原子核的微觀結構。讀者將瞭解到質子和中子的基本性質,它們如何通過強大的核力緊密結閤,形成穩定或不穩定的原子核。本書將介紹核力的性質,解釋為何原子核能夠剋服質子間的電磁排斥力而保持穩定。我們將探討原子核的殼層模型和液滴模型,理解不同核素的結閤能,以及為何有些原子核傾嚮於發生衰變,而有些則能長久存在。 衰變是原子核展現其不穩定性的一種重要方式。本書將詳盡介紹三種主要的放射性衰變:α衰變、β衰變和γ衰變。我們將深入剖析每種衰變的物理機製,解釋衰變過程中粒子和能量的釋放形式。讀者將瞭解放射性同位素的種類、半衰期以及它們在自然界和工業中的應用,例如碳-14的年代測定、鈷-60的醫療應用等。同時,本書也會探討核裂變和核聚變這兩個顛覆性的核反應。 核裂變,即重原子核分裂成兩個或多個較輕原子核的過程,是核能發電的核心。我們將詳細闡述鏈式反應的原理,解釋如何通過控製中子的增殖來維持和控製裂變過程,以及核反應堆的基本構造和工作原理。讀者將瞭解不同類型的核反應堆,如壓水堆、沸騰水堆、快中子增殖堆等,以及它們在能量生産、核燃料循環和核廢料處理方麵的優劣。 核聚變,則是輕原子核結閤成更重原子核的過程,是太陽等恒星能量的來源。我們將深入探討聚變反應的條件,例如極高的溫度和密度,以及實現可控核聚變所麵臨的巨大挑戰。本書將介紹目前國際上在聚變研究領域的前沿進展,例如托卡馬剋和仿星器裝置,以及激光慣性約束聚變等技術路綫,並展望其未來在解決人類能源危機方麵的巨大潛力。 第二部分:核科學的應用——重塑現代世界 核科學的魅力遠不止於理論探索,其廣泛而深刻的應用更是深刻地改變瞭我們的生活。本書將帶領讀者走進核科學在各個領域的精彩應用。 在醫療領域,核技術扮演著至關重要的角色。我們將詳細介紹核醫學成像技術,如PET(正電子發射斷層成像)和SPECT(單光子發射計算機斷層成像),解釋它們如何利用放射性示蹤劑來診斷和監測疾病,尤其是癌癥。讀者將瞭解到放射性治療(放療)的原理,包括外照射和內照射,以及同位素在治療各種癌癥中的精確應用。我們還會探討核技術在藥物研發和生物醫學研究中的輔助作用。 在工業生産中,核技術同樣無處不在。本書將介紹核測井技術在石油和天然氣勘探中的應用,解釋如何利用核輻射來探測地下地層的性質。讀者將瞭解輻照加工技術,例如用於食品保鮮、醫療器械消毒、材料改性等,以及其安全性和有效性。此外,核技術還被用於材料的無損檢測,例如在航空航天、橋梁建設等關鍵工程領域,確保結構的安全性。 能源領域是核科學最引人注目的應用之一。本書將深入探討核能發電的原理、優勢與挑戰。我們將分析核能的低碳排放特性,以及其在應對氣候變化中的潛力。同時,我們也會客觀地討論核能麵臨的安全問題,包括核事故的風險、核廢料的長期儲存以及核擴散的顧慮,並介紹當前國際上在核安全和核廢料處理方麵的最新研究成果和監管措施。 農業領域也受益於核技術的進步。我們將介紹利用同位素示蹤技術來研究植物的營養吸收、水分利用以及農藥在土壤中的遷移和轉化,從而指導科學施肥和精準用藥。讀者將瞭解誘變育種技術,如何利用輻射來改變植物的基因,培育齣産量更高、抗病性更強、品質更優良的新品種。 國傢安全與科學研究同樣離不開核科學。本書將提及核技術在核不擴散、核查與監控方麵的作用,以及其在基礎科學研究,如粒子物理、天體物理等領域的重要性。我們將探討粒子加速器和探測器等關鍵設備,以及它們如何幫助科學傢揭示物質的基本構成和宇宙的奧秘。 第三部分:核時代的挑戰與機遇——塑造可持續的未來 迴顧瞭核科學的過去與現在,本書將著眼於未來,探討核時代所麵臨的挑戰與機遇。 核安全始終是核技術發展繞不開的話題。本書將深入分析導緻曆史上幾次重大核事故的原因,並介紹為提升核安全水平而不斷發展的技術和管理措施。我們還將探討核武器的起源、軍備控製的進展以及核裁軍的意義,呼籲國際社會共同努力,維護全球和平與穩定。 核廢料處理是核能可持續發展的關鍵挑戰。本書將介紹當前主要的核廢料處理技術,包括暫時儲存、永久深層地質儲存等,以及各國在解決這一難題方麵的策略與睏境。我們將探討創新性的核廢料處理方法,例如核廢料嬗變技術,以期減少放射性廢料的毒性和半衰期。 核技術創新是推動未來發展的強大引擎。本書將展望新一代核反應堆的設計理念,例如小型模塊化反應堆(SMRs)和熔鹽堆(MSRs),它們在安全性、經濟性和靈活性方麵可能帶來革命性的突破。我們還將探討聚變能的未來前景,一旦實現可控核聚變,將為人類提供近乎無限的清潔能源。 核素的精準應用將更加深入人心。本書將預測核技術在個性化醫療、環境監測、新材料開發等領域的更多創新應用。例如,利用放射性同位素作為能量源,為深空探測器或偏遠地區提供長期穩定的電力;開發更精確的核技術,用於疾病的早期篩查和治療。 人文關懷與倫理考量貫穿始終。本書並非僅僅關注技術本身,更強調對核技術發展過程中可能齣現的倫理、社會和環境影響進行深入思考。我們將探討如何平衡核技術的益處與風險,如何確保核技術的發展能夠真正造福於全人類,並促進可持續發展。 結語 本書旨在以一種全麵、深入且易於理解的方式,展現核科學的科學之美、技術之力以及其在塑造人類文明進程中的重要作用。它希望激發讀者對核科學的興趣,引導大傢認識到核技術的雙刃劍特性,並鼓勵大傢積極參與到關於核科學未來的討論中,共同探索一條安全、負責任且可持續的核能利用之路。我們相信,通過不斷的探索與創新,核科學必將繼續為人類社會的發展貢獻力量,引領我們邁嚮更加美好的未來。

用戶評價

評分

這本書最讓我稱道的地方在於其“化繁為簡”的能力。中子物理學本身是一個極其復雜的領域,涉及量子力學、核物理等多個學科的知識。然而,作者卻能用一種清晰易懂的方式將這些復雜的概念呈現齣來,讓我這個非專業背景的讀者也能有所領悟。我特彆欣賞作者在解釋中子共振吸收現象時所用的類比,將原子核比作一個“聲音非常敏感”的音叉,當某個頻率的中子“撞擊”到它時,就會被它“牢牢抓住”。這種形象的比喻大大降低瞭理解門檻,讓我不再被抽象的能量和截麵值所睏擾。書中對於不同同位素中子吸收特性的對比分析,也做得非常到位,讓我能夠直觀地理解為何某些元素在中子照射下會錶現齣截然不同的行為。而且,作者在論述過程中,始終保持著嚴謹的科學態度,但又不會過於枯燥。他會適時地穿插一些曆史故事,講述中子物理學的發展曆程,以及那些偉大的科學傢們是如何一步步揭開中子神秘麵紗的,這讓整個閱讀過程充滿瞭人文關懷。這本書讓我覺得,學習科學不一定需要深厚的數理基礎,更重要的是一種探索未知的熱情和作者引導的能力。

評分

我一直對那些能夠跨越學科界限的技術充滿好奇,而這本書恰恰展現瞭中子物理學在這方麵的巨大潛力。書中對中子在生物醫學領域的應用,給我留下瞭深刻的印象。我瞭解到,硼中子俘獲治療(BNCT)作為一種極具前景的癌癥治療手段,其核心就是利用特定同位素(如硼-10)對熱中子的高吸收截麵,將藥物靶嚮地遞送到癌細胞,然後通過中子照射引發核反應,殺死癌細胞,同時對周圍正常組織損傷極小。書中詳細介紹瞭BNCT的原理、發展現狀以及麵臨的挑戰,讓我對這項技術充滿瞭期待。此外,中子在材料科學領域的應用也讓我驚嘆不已。利用中子衍射和散射技術,科學傢們能夠“看穿”材料內部的微觀結構,例如金屬閤金的晶格結構、聚閤物的鏈式結構,甚至生物大分子的三維結構。這對於新材料的研發和性能優化具有至關重要的意義。這本書讓我看到,中子物理學不僅僅是一門基礎科學,更是一門能夠推動多學科交叉融閤、解決現實世界復雜問題的關鍵技術。

評分

這本書的附錄和參考文獻部分,也讓我感受到瞭作者的嚴謹和用心。在附錄中,作者提供瞭一些常用的物理常數、衰變數據以及核反應截麵錶,這些對於我進行更深入的計算和分析非常有幫助。而參考文獻部分,則列舉瞭大量經典和前沿的學術論文和專著,這不僅為我提供瞭進一步學習的資源,也讓我看到瞭中子物理學研究的深厚積纍和廣闊前景。我甚至嘗試著去查閱瞭一些參考文獻,去瞭解那些奠基性的研究成果,這讓我感到自己仿佛置身於科學研究的長河之中,與無數先賢進行著思想的交流。這本書的價值不僅僅體現在其內容本身,更體現在它所提供的學習路徑和研究方嚮。它就像一個啓濛者,為我打開瞭一扇通往更廣闊科學世界的大門,讓我有機會去探索那些更深奧、更前沿的知識。

評分

坦白講,我最初選擇這本書,很大程度上是被其“應用”二字所吸引。我一直對那些能夠解決實際問題的科學技術感到好奇,而這本書恰好滿足瞭我的求知欲。它並沒有停留在理論公式的推導上,而是將中子物理學與諸如核能、核醫學、材料科學、安全檢查等諸多領域緊密聯係起來,為我展現瞭一幅生動的中子科學應用圖景。讓我印象尤為深刻的是關於核廢料處理的章節,作者詳細介紹瞭如何利用中子技術來“嬗變”長壽命的放射性核素,這是一種多麼令人驚嘆的解決方案!此外,書中對於中子在無損檢測領域的應用也進行瞭詳盡的闡述,比如利用中子成像技術來檢查大型工業部件的內部缺陷,或者探測集裝箱內的違禁品,這些都讓我看到瞭中子技術在保障人類安全和生産效率方麵所發揮的巨大作用。書中還提到瞭中子在基礎科學研究中的重要性,例如利用中子衍射來解析晶體結構,或者利用中子散射來研究材料的動力學性質,這些都讓我感到中子科學的邊界遠比我想象的要廣闊。這本書讓我看到瞭中子科學不僅僅是實驗室裏的抽象概念,更是解決現實世界難題的強大工具。

評分

不得不說,這本書的邏輯結構設計得非常巧妙。它不是簡單地堆砌概念,而是層層遞進,一步步引導讀者建立起對應用中子物理學的全麵理解。開篇部分對中子的基本性質進行瞭詳盡的介紹,包括其質量、電荷(或無電荷)、自鏇以及衰變等,為後續的深入探討奠定瞭堅實的基礎。然後,作者開始逐步引入中子的相互作用,例如彈性散射、非彈性散射以及核反應等,並通過詳細的數學模型和物理圖像進行解釋。令我感到驚喜的是,書中對於中子在不同介質中的輸運過程的分析,不僅考慮瞭宏觀的擴散理論,還深入探討瞭微觀的截麵概念,並且清晰地闡述瞭不同截麵(如散射截麵、吸收截麵、裂變截麵)對中子行為的影響。我特彆喜歡其中關於中子統計分布的章節,它解釋瞭為何在核反應堆中會齣現中子通量的漲落,以及這些漲落如何影響反應堆的穩定運行。書中還詳細介紹瞭多種中子探測技術,從傳統的閃爍探測器到更先進的半導體探測器,都進行瞭原理上的剖析和性能上的比較,這對於我瞭解如何“觀察”和“測量”中子至關重要。讀完這部分,我對中子如何在復雜的物理環境中被探測和利用,有瞭非常清晰的認識。

評分

令我感到驚喜的是,這本書的內容遠比我預期的要豐富和前沿。我原以為它會側重於基礎理論的講解,但實際上,它深入探討瞭許多最新的研究進展和技術應用。例如,書中詳細介紹瞭“快中子反應堆”的設計理念以及其在提高核燃料利用率方麵的潛力,這讓我對未來核能的發展有瞭新的認識。我還瞭解到,利用極低溫製備的“冷中子”和“超冷中子”在基礎物理研究中扮演著越來越重要的角色,例如用於高精度測量中子偶極矩,以檢驗標準模型。書中對於“散裂中子源”的介紹也令我大開眼界,這種利用高能質子轟擊重核産生大量中子的裝置,為新一代的材料科學研究提供瞭前所未有的機遇。我甚至看到瞭關於“中子探測器陣列”的最新設計,這些密集排列的探測器能夠實現更高的時間和空間分辨率,從而捕捉到更精細的中子散射信息。這本書不僅僅是知識的傳遞,更像是一扇窗戶,讓我得以窺探中子物理學領域的最前沿動態,感受科技的脈搏。

評分

這是一本讓我感到“學有所獲”的書。在閱讀過程中,我不僅僅是學習瞭中子物理學的相關知識,更重要的是,我學會瞭如何去思考科學問題,如何去理解科學技術與社會發展的關係。作者在書中反復強調瞭“安全性”和“可持續性”的重要性,這讓我意識到,任何一項科學技術的應用,都不能脫離其社會責任。例如,在討論核能的利用時,作者詳細分析瞭核廢料處理、反應堆安全以及核不擴散等問題,並提齣瞭許多可行的解決方案。這種關注現實、解決問題的態度,也深深地感染瞭我。這本書讓我明白,科學研究的最終目的,是為瞭服務於人類的福祉,而不是僅僅停留在象牙塔裏。我甚至開始思考,作為一名未來的科技從業者,我應該如何運用我的知識和技能,去為社會創造價值,去解決現實世界中的難題。這本書不僅提升瞭我的專業知識,更重要的是,它重塑瞭我對科學的理解和認知。

評分

這本書真是齣乎我的意料,本來以為會是一本枯燥晦澀的學術專著,沒想到讀起來卻引人入勝。作者的敘述方式非常生動,仿佛在給我講故事,將復雜的中子物理學原理娓娓道來。我印象最深的是關於中子在核反應堆中的行為的描述,那些關於中子散射、慢化以及鏈式反應的講解,配以清晰的圖示,讓我這個初學者也能窺見其中的奧秘。尤其是在解釋不同材料如何影響中子能量和傳播時,作者運用瞭大量形象的比喻,比如將慢化劑比作“刹車片”,將吸收劑比作“海綿”,這些比喻極大地降低瞭理解的門檻,讓我不再被專業術語嚇倒。而且,書中並沒有僅僅停留在理論層麵,還穿插瞭許多實際應用案例,從核電站的安全設計到核醫學中的放射治療,都進行瞭細緻的闡述。我甚至瞭解到,中子成像技術在文物保護領域也發揮著重要作用,這讓我對“應用”二字有瞭更深刻的認識。這本書讓我感到,中子物理學並非遙不可及,它與我們的生活息息相關,並且在很多領域都扮演著至關重要的角色。我甚至開始思考,未來是否會有更多基於中子技術的創新齣現,為人類社會帶來更多福祉。這本書的廣度和深度都超齣瞭我的預期,讓我對中子物理學産生瞭濃厚的興趣,並且開啓瞭我進一步探索這個迷人領域的動力。

評分

讀這本書最大的感受就是“透徹”。作者在講解每一個概念時,都力求將其背後的原理剖析得淋灕盡緻,不留任何模糊之處。我印象最深的是關於“中子衍射”的章節,它不僅僅是簡單地介紹衍射現象,而是詳細闡述瞭布拉格定律的物理意義,以及如何通過分析衍射圖譜來確定晶體結構。作者甚至還考慮到瞭實際實驗中的各種影響因素,例如樣品的定嚮、探測器的分辨率等,並給齣瞭相應的處理方法。在解釋“中子散射”時,作者更是區分瞭彈性散射和非彈性散射,並詳細分析瞭不同散射過程所能提供的信息,例如彈性散射可以提供結構信息,而非彈性散射則可以揭示材料的動力學性質。書中還對不同散射理論,例如Kinetic Theory和Diffusion Theory,進行瞭深入的比較,讓我能夠更清晰地理解它們的適用範圍和局限性。總而言之,這本書的深度和廣度都讓我受益匪淺,它讓我不再隻是停留在對概念的錶麵理解,而是能夠深入到其背後復雜的物理機製。

評分

這本書的敘事風格非常吸引人,它並沒有采用那種一本正經的學術論文風格,而是將科學知識融入到生動的故事和鮮活的案例中。我尤其喜歡作者在介紹中子在軍事領域的應用時,那種既客觀又充滿警示的語氣。例如,在討論核武器的原理時,作者並沒有過多地渲染其破壞力,而是著重於從中子物理學的角度解釋其鏈式反應的機製,以及如何通過控製中子來設計和製造核裝置。這種處理方式讓我感到,科學本身是中立的,其應用的好壞取決於人類的選擇。書中還提到瞭利用中子技術來保障核安全,例如通過中子探測器來監控核材料的活動,防止核擴散。這種對科學倫理的思考,也讓這本書不僅僅是一本科學讀物,更是一本引人深思的哲學著作。我甚至開始思考,作為一名普通讀者,我們應該如何看待和理解這些具有雙重屬性的科學技術,以及如何引導它們走嚮更有益於人類社會的方嚮。

評分

緬懷陳達院士。

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正版書,到貨時間比預報的晚兩天。

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不錯,非常不錯的東西,我很滿意

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適閤入門

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緬懷陳達院士。

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