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☆☆☆☆☆

陈达，贾文宝 著

图书标签:

• 中子物理
• 应用物理
• 核物理
• 反应堆物理
• 辐射物理
• 中子散射
• 中子探测
• 材料科学
• 核工程
• 医学物理

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030453075

版次：1

商品编码：11758402

包装：平装

丛书名： 南京航空航天大学研究生系列精品教材

开本：16开

出版时间：2015-08-01

用纸：胶版纸

页数：304

字数：464000

正文语种：中文

内容简介

　　《应用中子物理学》系统地介绍了中子的基本性质、常用中子源与中子的产生、中子与物质的相互作用及中子输运、中子及能谱测量、中子剂量测量、中子防护等中子物理的基础知识，同时全面介绍了中子散射、中子活化分析、中子治癌、中子照相技术等中子技术在各领域的应用。
　　《应用中子物理学》符合教学要求，可供核科学与技术相关专业本科生和研究生教学使用，也可作为相关专业选修教材以及从事相关专业的教学和科研人员的参考用书。

内页插图

目录

前言

第1章 Q方程及其应用
1.1 核反应和反应道
1.1.1 实现核反应的途径
1.1.2 核反应的分类
1.1.3 反应道
1.2 Q方程的推导
1.2.1 反应能
1.2.2 质量亏损
1.2.3 结合能与比结合能
1.2.4 Q方程的推导
1.3 反应阈能和临界能量
1.4 Q方程的应用
1.4.1 对于弹性散射Q方程的应用
1.4.2 当Ea-0时（常温或很低能的核反应）
1.5 L系和C系中出射角的转换
1.5.1 C系中的能量关系
1.5.2 OL和Oc的转换关系
1.5.3 Y的计算
1.5.4 L系和C系中的微分截面的转换
1.6 中子的基本性质
1.6.1 中子的粒子性
1.6.2 中子的波动性
参考文献

第2章 中子源物理
2,1中子的产生及主要指标
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 自发裂变中子源
2.3 加速器中子源概况
2.3.1 1keV，-20MeV能区的白光中子源
2.3.2 20-200MeV准单能中子源
2.3.3 白光中子源分类
2.3.4 电子直线加速器中子源
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 反应堆中子源
2.5.1 堆的基本特征量
2.5.2 堆中子的空间分布
2.5.3 堆中子监测问题
2.6 散裂中子源
2.6.1 散裂中子源概述
2.6.2 散裂反应过程
2.6.3 散裂中子产额
2.6.4 散裂中子能谱
2.6.5 靶和慢化体
参考文献

第3章 中子与物质的相互作用
3.1 基本物理量
3.1.1 截面
3.1.2 角分布和微分截面
3.1.3 中子截面的特点
3.1.4 宏观截面
3.2 核反应机制
3.2.1 核反应过程的三个阶段
3.2.2 几种反应机制的特点
3.2.3 对各反应机制特点的解释
3.3 中子与物质相互作用的物理过程
3.3.1 势散射
3.3.2 复合核反应
3.3.3 中子的辐射损伤效应
3.3.4 用于中子探测的几个轻核反应（n，X）
参考文献

第4章 中子测量技术
4.1 中子探测基本原理
4.1.1 核反应
……
第5章 中子剂量测量方法
第6章 中子能谱测量
第7章 辐射防护问题
第8章 宏观中子物理
第9章 中子输运
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 中子照相技术
参考文献

前言/序言

探索宇宙的基石：核科学前沿与未来展望 本书是一本面向对核科学与技术充满好奇的读者，特别是希望深入了解原子核内部奥秘、核反应机制及其广泛应用领域的爱好者和从业者所创作的科普读物。它并非一本枯燥的技术手册，而是以清晰易懂的语言、引人入胜的案例，引领读者穿越微观世界的迷人景观，触摸驱动现代文明进步的强大力量。 第一部分：原子核的诞生与演化——宇宙的化学语言 我们从宇宙的起源开始，探寻构成万物的基本元素是如何在恒星的熔炉中锻造而成。本书将详细阐述核合成的宏伟图景，从轻元素的融合到重元素的裂变，解释恒星的生命周期与元素的丰富程度之间深刻的联系。我们将一同回顾大爆炸核合成的短暂而关键的时刻，理解早期宇宙中轻元素的形成过程，为之后更复杂的核结构奠定基础。 随后，我们将深入原子核的微观结构。读者将了解到质子和中子的基本性质，它们如何通过强大的核力紧密结合，形成稳定或不稳定的原子核。本书将介绍核力的性质，解释为何原子核能够克服质子间的电磁排斥力而保持稳定。我们将探讨原子核的壳层模型和液滴模型，理解不同核素的结合能，以及为何有些原子核倾向于发生衰变，而有些则能长久存在。 衰变是原子核展现其不稳定性的一种重要方式。本书将详尽介绍三种主要的放射性衰变：α衰变、β衰变和γ衰变。我们将深入剖析每种衰变的物理机制，解释衰变过程中粒子和能量的释放形式。读者将了解放射性同位素的种类、半衰期以及它们在自然界和工业中的应用，例如碳-14的年代测定、钴-60的医疗应用等。同时，本书也会探讨核裂变和核聚变这两个颠覆性的核反应。 核裂变，即重原子核分裂成两个或多个较轻原子核的过程，是核能发电的核心。我们将详细阐述链式反应的原理，解释如何通过控制中子的增殖来维持和控制裂变过程，以及核反应堆的基本构造和工作原理。读者将了解不同类型的核反应堆，如压水堆、沸腾水堆、快中子增殖堆等，以及它们在能量生产、核燃料循环和核废料处理方面的优劣。 核聚变，则是轻原子核结合成更重原子核的过程，是太阳等恒星能量的来源。我们将深入探讨聚变反应的条件，例如极高的温度和密度，以及实现可控核聚变所面临的巨大挑战。本书将介绍目前国际上在聚变研究领域的前沿进展，例如托卡马克和仿星器装置，以及激光惯性约束聚变等技术路线，并展望其未来在解决人类能源危机方面的巨大潜力。 第二部分：核科学的应用——重塑现代世界 核科学的魅力远不止于理论探索，其广泛而深刻的应用更是深刻地改变了我们的生活。本书将带领读者走进核科学在各个领域的精彩应用。 在医疗领域，核技术扮演着至关重要的角色。我们将详细介绍核医学成像技术，如PET（正电子发射断层成像）和SPECT（单光子发射计算机断层成像），解释它们如何利用放射性示踪剂来诊断和监测疾病，尤其是癌症。读者将了解到放射性治疗（放疗）的原理，包括外照射和内照射，以及同位素在治疗各种癌症中的精确应用。我们还会探讨核技术在药物研发和生物医学研究中的辅助作用。 在工业生产中，核技术同样无处不在。本书将介绍核测井技术在石油和天然气勘探中的应用，解释如何利用核辐射来探测地下地层的性质。读者将了解辐照加工技术，例如用于食品保鲜、医疗器械消毒、材料改性等，以及其安全性和有效性。此外，核技术还被用于材料的无损检测，例如在航空航天、桥梁建设等关键工程领域，确保结构的安全性。 能源领域是核科学最引人注目的应用之一。本书将深入探讨核能发电的原理、优势与挑战。我们将分析核能的低碳排放特性，以及其在应对气候变化中的潜力。同时，我们也会客观地讨论核能面临的安全问题，包括核事故的风险、核废料的长期储存以及核扩散的顾虑，并介绍当前国际上在核安全和核废料处理方面的最新研究成果和监管措施。 农业领域也受益于核技术的进步。我们将介绍利用同位素示踪技术来研究植物的营养吸收、水分利用以及农药在土壤中的迁移和转化，从而指导科学施肥和精准用药。读者将了解诱变育种技术，如何利用辐射来改变植物的基因，培育出产量更高、抗病性更强、品质更优良的新品种。 国家安全与科学研究同样离不开核科学。本书将提及核技术在核不扩散、核查与监控方面的作用，以及其在基础科学研究，如粒子物理、天体物理等领域的重要性。我们将探讨粒子加速器和探测器等关键设备，以及它们如何帮助科学家揭示物质的基本构成和宇宙的奥秘。 第三部分：核时代的挑战与机遇——塑造可持续的未来 回顾了核科学的过去与现在，本书将着眼于未来，探讨核时代所面临的挑战与机遇。 核安全始终是核技术发展绕不开的话题。本书将深入分析导致历史上几次重大核事故的原因，并介绍为提升核安全水平而不断发展的技术和管理措施。我们还将探讨核武器的起源、军备控制的进展以及核裁军的意义，呼吁国际社会共同努力，维护全球和平与稳定。 核废料处理是核能可持续发展的关键挑战。本书将介绍当前主要的核废料处理技术，包括暂时储存、永久深层地质储存等，以及各国在解决这一难题方面的策略与困境。我们将探讨创新性的核废料处理方法，例如核废料嬗变技术，以期减少放射性废料的毒性和半衰期。 核技术创新是推动未来发展的强大引擎。本书将展望新一代核反应堆的设计理念，例如小型模块化反应堆（SMRs）和熔盐堆（MSRs），它们在安全性、经济性和灵活性方面可能带来革命性的突破。我们还将探讨聚变能的未来前景，一旦实现可控核聚变，将为人类提供近乎无限的清洁能源。 核素的精准应用将更加深入人心。本书将预测核技术在个性化医疗、环境监测、新材料开发等领域的更多创新应用。例如，利用放射性同位素作为能量源，为深空探测器或偏远地区提供长期稳定的电力；开发更精确的核技术，用于疾病的早期筛查和治疗。 人文关怀与伦理考量贯穿始终。本书并非仅仅关注技术本身，更强调对核技术发展过程中可能出现的伦理、社会和环境影响进行深入思考。我们将探讨如何平衡核技术的益处与风险，如何确保核技术的发展能够真正造福于全人类，并促进可持续发展。 结语 本书旨在以一种全面、深入且易于理解的方式，展现核科学的科学之美、技术之力以及其在塑造人类文明进程中的重要作用。它希望激发读者对核科学的兴趣，引导大家认识到核技术的双刃剑特性，并鼓励大家积极参与到关于核科学未来的讨论中，共同探索一条安全、负责任且可持续的核能利用之路。我们相信，通过不断的探索与创新，核科学必将继续为人类社会的发展贡献力量，引领我们迈向更加美好的未来。

评分☆☆☆☆☆

这是一本让我感到“学有所获”的书。在阅读过程中，我不仅仅是学习了中子物理学的相关知识，更重要的是，我学会了如何去思考科学问题，如何去理解科学技术与社会发展的关系。作者在书中反复强调了“安全性”和“可持续性”的重要性，这让我意识到，任何一项科学技术的应用，都不能脱离其社会责任。例如，在讨论核能的利用时，作者详细分析了核废料处理、反应堆安全以及核不扩散等问题，并提出了许多可行的解决方案。这种关注现实、解决问题的态度，也深深地感染了我。这本书让我明白，科学研究的最终目的，是为了服务于人类的福祉，而不是仅仅停留在象牙塔里。我甚至开始思考，作为一名未来的科技从业者，我应该如何运用我的知识和技能，去为社会创造价值，去解决现实世界中的难题。这本书不仅提升了我的专业知识，更重要的是，它重塑了我对科学的理解和认知。

评分☆☆☆☆☆

这本书最让我称道的地方在于其“化繁为简”的能力。中子物理学本身是一个极其复杂的领域，涉及量子力学、核物理等多个学科的知识。然而，作者却能用一种清晰易懂的方式将这些复杂的概念呈现出来，让我这个非专业背景的读者也能有所领悟。我特别欣赏作者在解释中子共振吸收现象时所用的类比，将原子核比作一个“声音非常敏感”的音叉，当某个频率的中子“撞击”到它时，就会被它“牢牢抓住”。这种形象的比喻大大降低了理解门槛，让我不再被抽象的能量和截面值所困扰。书中对于不同同位素中子吸收特性的对比分析，也做得非常到位，让我能够直观地理解为何某些元素在中子照射下会表现出截然不同的行为。而且，作者在论述过程中，始终保持着严谨的科学态度，但又不会过于枯燥。他会适时地穿插一些历史故事，讲述中子物理学的发展历程，以及那些伟大的科学家们是如何一步步揭开中子神秘面纱的，这让整个阅读过程充满了人文关怀。这本书让我觉得，学习科学不一定需要深厚的数理基础，更重要的是一种探索未知的热情和作者引导的能力。

评分☆☆☆☆☆

坦白讲，我最初选择这本书，很大程度上是被其“应用”二字所吸引。我一直对那些能够解决实际问题的科学技术感到好奇，而这本书恰好满足了我的求知欲。它并没有停留在理论公式的推导上，而是将中子物理学与诸如核能、核医学、材料科学、安全检查等诸多领域紧密联系起来，为我展现了一幅生动的中子科学应用图景。让我印象尤为深刻的是关于核废料处理的章节，作者详细介绍了如何利用中子技术来“嬗变”长寿命的放射性核素，这是一种多么令人惊叹的解决方案！此外，书中对于中子在无损检测领域的应用也进行了详尽的阐述，比如利用中子成像技术来检查大型工业部件的内部缺陷，或者探测集装箱内的违禁品，这些都让我看到了中子技术在保障人类安全和生产效率方面所发挥的巨大作用。书中还提到了中子在基础科学研究中的重要性，例如利用中子衍射来解析晶体结构，或者利用中子散射来研究材料的动力学性质，这些都让我感到中子科学的边界远比我想象的要广阔。这本书让我看到了中子科学不仅仅是实验室里的抽象概念，更是解决现实世界难题的强大工具。

评分☆☆☆☆☆

这本书的附录和参考文献部分，也让我感受到了作者的严谨和用心。在附录中，作者提供了一些常用的物理常数、衰变数据以及核反应截面表，这些对于我进行更深入的计算和分析非常有帮助。而参考文献部分，则列举了大量经典和前沿的学术论文和专著，这不仅为我提供了进一步学习的资源，也让我看到了中子物理学研究的深厚积累和广阔前景。我甚至尝试着去查阅了一些参考文献，去了解那些奠基性的研究成果，这让我感到自己仿佛置身于科学研究的长河之中，与无数先贤进行着思想的交流。这本书的价值不仅仅体现在其内容本身，更体现在它所提供的学习路径和研究方向。它就像一个启蒙者，为我打开了一扇通往更广阔科学世界的大门，让我有机会去探索那些更深奥、更前沿的知识。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙事风格非常吸引人，它并没有采用那种一本正经的学术论文风格，而是将科学知识融入到生动的故事和鲜活的案例中。我尤其喜欢作者在介绍中子在军事领域的应用时，那种既客观又充满警示的语气。例如，在讨论核武器的原理时，作者并没有过多地渲染其破坏力，而是着重于从中子物理学的角度解释其链式反应的机制，以及如何通过控制中子来设计和制造核装置。这种处理方式让我感到，科学本身是中立的，其应用的好坏取决于人类的选择。书中还提到了利用中子技术来保障核安全，例如通过中子探测器来监控核材料的活动，防止核扩散。这种对科学伦理的思考，也让这本书不仅仅是一本科学读物，更是一本引人深思的哲学著作。我甚至开始思考，作为一名普通读者，我们应该如何看待和理解这些具有双重属性的科学技术，以及如何引导它们走向更有益于人类社会的方向。

评分☆☆☆☆☆

不得不说，这本书的逻辑结构设计得非常巧妙。它不是简单地堆砌概念，而是层层递进，一步步引导读者建立起对应用中子物理学的全面理解。开篇部分对中子的基本性质进行了详尽的介绍，包括其质量、电荷（或无电荷）、自旋以及衰变等，为后续的深入探讨奠定了坚实的基础。然后，作者开始逐步引入中子的相互作用，例如弹性散射、非弹性散射以及核反应等，并通过详细的数学模型和物理图像进行解释。令我感到惊喜的是，书中对于中子在不同介质中的输运过程的分析，不仅考虑了宏观的扩散理论，还深入探讨了微观的截面概念，并且清晰地阐述了不同截面（如散射截面、吸收截面、裂变截面）对中子行为的影响。我特别喜欢其中关于中子统计分布的章节，它解释了为何在核反应堆中会出现中子通量的涨落，以及这些涨落如何影响反应堆的稳定运行。书中还详细介绍了多种中子探测技术，从传统的闪烁探测器到更先进的半导体探测器，都进行了原理上的剖析和性能上的比较，这对于我了解如何“观察”和“测量”中子至关重要。读完这部分，我对中子如何在复杂的物理环境中被探测和利用，有了非常清晰的认识。

评分☆☆☆☆☆

我一直对那些能够跨越学科界限的技术充满好奇，而这本书恰恰展现了中子物理学在这方面的巨大潜力。书中对中子在生物医学领域的应用，给我留下了深刻的印象。我了解到，硼中子俘获治疗（BNCT）作为一种极具前景的癌症治疗手段，其核心就是利用特定同位素（如硼-10）对热中子的高吸收截面，将药物靶向地递送到癌细胞，然后通过中子照射引发核反应，杀死癌细胞，同时对周围正常组织损伤极小。书中详细介绍了BNCT的原理、发展现状以及面临的挑战，让我对这项技术充满了期待。此外，中子在材料科学领域的应用也让我惊叹不已。利用中子衍射和散射技术，科学家们能够“看穿”材料内部的微观结构，例如金属合金的晶格结构、聚合物的链式结构，甚至生物大分子的三维结构。这对于新材料的研发和性能优化具有至关重要的意义。这本书让我看到，中子物理学不仅仅是一门基础科学，更是一门能够推动多学科交叉融合、解决现实世界复杂问题的关键技术。

评分☆☆☆☆☆

读这本书最大的感受就是“透彻”。作者在讲解每一个概念时，都力求将其背后的原理剖析得淋漓尽致，不留任何模糊之处。我印象最深的是关于“中子衍射”的章节，它不仅仅是简单地介绍衍射现象，而是详细阐述了布拉格定律的物理意义，以及如何通过分析衍射图谱来确定晶体结构。作者甚至还考虑到了实际实验中的各种影响因素，例如样品的定向、探测器的分辨率等，并给出了相应的处理方法。在解释“中子散射”时，作者更是区分了弹性散射和非弹性散射，并详细分析了不同散射过程所能提供的信息，例如弹性散射可以提供结构信息，而非弹性散射则可以揭示材料的动力学性质。书中还对不同散射理论，例如Kinetic Theory和Diffusion Theory，进行了深入的比较，让我能够更清晰地理解它们的适用范围和局限性。总而言之，这本书的深度和广度都让我受益匪浅，它让我不再只是停留在对概念的表面理解，而是能够深入到其背后复杂的物理机制。

评分☆☆☆☆☆

令我感到惊喜的是，这本书的内容远比我预期的要丰富和前沿。我原以为它会侧重于基础理论的讲解，但实际上，它深入探讨了许多最新的研究进展和技术应用。例如，书中详细介绍了“快中子反应堆”的设计理念以及其在提高核燃料利用率方面的潜力，这让我对未来核能的发展有了新的认识。我还了解到，利用极低温制备的“冷中子”和“超冷中子”在基础物理研究中扮演着越来越重要的角色，例如用于高精度测量中子偶极矩，以检验标准模型。书中对于“散裂中子源”的介绍也令我大开眼界，这种利用高能质子轰击重核产生大量中子的装置，为新一代的材料科学研究提供了前所未有的机遇。我甚至看到了关于“中子探测器阵列”的最新设计，这些密集排列的探测器能够实现更高的时间和空间分辨率，从而捕捉到更精细的中子散射信息。这本书不仅仅是知识的传递，更像是一扇窗户，让我得以窥探中子物理学领域的最前沿动态，感受科技的脉搏。

评分☆☆☆☆☆

这本书真是出乎我的意料，本来以为会是一本枯燥晦涩的学术专著，没想到读起来却引人入胜。作者的叙述方式非常生动，仿佛在给我讲故事，将复杂的中子物理学原理娓娓道来。我印象最深的是关于中子在核反应堆中的行为的描述，那些关于中子散射、慢化以及链式反应的讲解，配以清晰的图示，让我这个初学者也能窥见其中的奥秘。尤其是在解释不同材料如何影响中子能量和传播时，作者运用了大量形象的比喻，比如将慢化剂比作“刹车片”，将吸收剂比作“海绵”，这些比喻极大地降低了理解的门槛，让我不再被专业术语吓倒。而且，书中并没有仅仅停留在理论层面，还穿插了许多实际应用案例，从核电站的安全设计到核医学中的放射治疗，都进行了细致的阐述。我甚至了解到，中子成像技术在文物保护领域也发挥着重要作用，这让我对“应用”二字有了更深刻的认识。这本书让我感到，中子物理学并非遥不可及，它与我们的生活息息相关，并且在很多领域都扮演着至关重要的角色。我甚至开始思考，未来是否会有更多基于中子技术的创新出现，为人类社会带来更多福祉。这本书的广度和深度都超出了我的预期，让我对中子物理学产生了浓厚的兴趣，并且开启了我进一步探索这个迷人领域的动力。

评分☆☆☆☆☆

很好的专业教材，不错的，购买也方便，赞一个！

评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

内客还好

评分☆☆☆☆☆

缅怀陈达院士。

评分☆☆☆☆☆

适合入门

评分☆☆☆☆☆

真心不错，挺好的

评分☆☆☆☆☆

应用中子物理。。。。

评分☆☆☆☆☆

很好的专业教材，不错的，购买也方便，赞一个！

评分☆☆☆☆☆

正版书，到货时间比预报的晚两天。