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放射治疗的中子探测前文链接：放射治疗的中子屏蔽防护本篇为放射治疗中子系列的第二期，我们非常感谢请到华北电力大学的史昊鹏为我们讲述放射治疗中有的光中子测量手段。
有请嘉宾～导语医疗技术在飞速发展的同时也要尽量避免其带来的负影响，光中子作为医用加速器产生的高能射线中不需要的粒子逐步得到重视和研究。
但是与此相关的辐射防护措施并没有得到及时地处理。
由于医用加速器设计不同(主要是机头内部)，性能也有很大差别，因此光中子的通量、能谱和剂量也有不同的分布规律。
基于参与复杂相互作用的粒子特点，可通过蒙特卡罗模拟和实验测量两个途径来研究医用加速器产生的光中子通量和能谱等物理量，从而对治疗室中子剂量率进行监测，了解高能射线出束时治疗室内外中子辐射水平，为中子辐射防护提供依据。
01放射治疗中光中子测量手段采用蒙特卡罗模拟和探测器直接测量中子剂量各有优势。
只要建立了直线加速器机头构造的模型，蒙特卡罗程序就能够模拟所有粒子在不同位置的运动学参数。
但是对于加速器机头多叶光栅运动过程中的粒子通量和能量变化目前无法计算，仍只能通过实验仪器来监测，且由于蒙特卡洛模拟过程本身的随机性，模拟结果可能存在误差，需要通过较为准确的测量值进行评估矫正。
随着中子探测器的发展，现有的探测器技术成熟，响应快，测量准确。
采用探测器直接测量，可获得相对精确的实时测量值，但探测器无法追踪中子的运动轨迹，只能测量固定位置的中子物理参数。
所以，蒙特卡罗模拟与实验测量是技术上互补，数据结果上互相验证的两个重要工具。
中子的探测过程一般分为两步：第一，由中子与穿过的介质相互作用产生带电粒子；第二，用某种探测器记录带电粒子。
带电粒子的探测器品种繁多，所以中子探测器有多种类型，本篇我们主要介绍一些常用于放射治疗室中子的探测器。
02BF3（三氟化硼）正比计数器BF3计数器是最通用的中子测量用探测器，它的基本结构和测量γ射线常用的盖格米勒计数管基本一致，工作电压在2000 V 左右。
22.54 中子与物质的相互作用及应用（2004年春季）第三讲（2004年2月10日） 中子探测N. Tsoulfanidis, Measurement and Detection of Radiation (Taylor and Francis, 1995), 2nd ed, Chap 14.热中子探测器由于中子并不直接产生电离，因此探测中子的最佳方法是通过两种形式的核相互作用，其中一种形式是通过核反应产生带电离子或者光子（这些粒子然后再产生电离），另一种形式通过散射使碰撞粒子（靶核子）反冲从而产生可以被探测到的电离。
对于慢中子，反冲核能量很低难于探测，因此要依靠放热（Q 为正）的核反应。
常用的几种类型的计数管如下：BF 3 计数管该计数管利用的反应方程为：He Li n B 4273105+→+该反应的动能产额为2.3或者2.78MeV，具体是哪个由Li 是否处于激发态决定，然后测量其电离后的电荷。
硼的自然丰度是18.2% 的10B 和81.8% 的11B，其中10B 是一个“1/v 吸收体”而11B 不吸收中子。
为了增加探测效率，可以将10B 的含量增加到96%。
该计数管的探测灵敏度与中子的速度成反比，它的一大优点是对γ射线不敏感。
由γ射线产生的康普顿电子引发的电离很弱，因此可以通过幅度阈值来进行甄别。
它的缺点是探测效率（探测到的中子数/进入计数管的中子数）较低，仅为～10％。
3He 计数管该计数管利用的反应方程为：H T n He 113132+→+其中氚和质子的出射动能分别为0.2 MeV 和0.57 MeV。
3He 的热中子吸收截面为5500 靶，10B 的吸收截面为3840 靶。
通过高压（约为10 个大气压），可以使计数管的体积很小，这将使飞行时间测量（见下）中的飞行路径不确定性降为最低。
裂变室该探测器有一个薄层，它利用裂变材料（235U, 237Np, 239Pu）制成，由薄层产生的裂变碎片可以形成电离。
中子探测技术在材料检测和核反应研究中发挥重要作用中子探测技术是一种在材料检测和核反应研究中发挥重要作用的关键工具。
中子作为一种无电荷、质量接近于质子和中子的粒子，具有渗透力强、穿透力高的特点，因此在材料检测和核反应研究中具有广泛的应用前景。
本文将围绕中子探测技术在材料检测和核反应研究中的重要作用展开论述。
中子探测技术在材料检测中的应用材料的内部结构和性质对其性能和可靠性起着至关重要的影响。
中子探测技术可以通过中子与材料原子核之间的相互作用，获取有关材料内部结构和性质的信息，为材料的检测和分析提供重要支持。
首先，中子探测技术在非破坏性材料检测中发挥着重要作用。
传统的非破坏性材料检测方法通常涉及射线或超声波，但这些方法对于某些材料，如高密度或高吸收材料，往往效果不佳。
而中子探测技术可以有效地穿透这些材料，并通过中子与原子核的散射和吸收等过程，获得材料内部的结构信息，从而实现对材料的非破坏性检测。
其次，中子探测技术在材料成分分析中具有独特优势。
中子可以与材料中的原子核发生核反应，通过分析产生的中子散射、吸收或衰变等现象，可以获得材料的成分信息。
尤其是对于复杂的合金材料或核材料中的微量元素，中子探测技术可以准确地识别这些成分，为材料的合理设计和性能优化提供重要依据。
此外，中子探测技术还可用于材料缺陷和疲劳行为的研究。
材料中的缺陷和疲劳行为对其寿命和可靠性有重要影响。
中子可以通过散射和吸收等现象，探测并分析材料中的缺陷、晶格畸变等微观结构信息，对材料表面和体内的缺陷进行定量分析和研究，从而了解材料的疲劳特性和寿命预测。
中子探测技术在核反应研究中的应用中子探测技术在核反应研究中也发挥着重要作用。
核反应是指核粒子之间的相互作用，并伴随着核能的释放或吸收。
通过中子探测技术可以深入研究核反应的机理，从而推动核能利用和核反应器设计的发展。
首先，中子探测技术在核反应堆安全和监测中起到重要作用。
中子在核反应堆中具有粒子数丰富、穿透力强、能量范围广的特点，可以用于监测核反应堆中的中子流强度、能谱和空间分布等参数，对核反应堆的运行状态和热工性质进行实时监测和控制，确保核反应堆的安全稳定运行。
