中子探測用閃爍材料研究進展＊

張澤青，李乾利，張志軍，趙景泰??

①桂林電子科技大學 材料科學與工程學院，廣西 桂林 541004；②上海大學 材料科學與工程學院，上海 200444

中子不帶電，在物質相互作用時，沒有庫侖勢壘作用，故穿透力強，可測量物質內部結構[1]。因此，中子探測技術在核能發電、核退役、核擴散和核醫學等核技術領域，以及在無損探測、邊境安檢、生物醫藥、化學化工、新能源和高能物理等軍用和民用的科研領域都有著十分廣泛的用途。利用中子具有磁矩的特性可以測量磁性材料的磁結構[2]，如有關文獻報道了利用粉末中子衍射法測定MnBi2Te4的磁性結構[3]。中子由于質量與輕元素接近，與輕元素易發生彈性和非彈性散射而被慢化或俘獲吸收，對輕元素有很好的鑒別作用[4]。例如，用X射線、中子和電子測定大分子結構時，通過中子衍射確定氫(H)或氘(D)原子的位置，為確定分子結構提供了互補信息[5]?；谥凶硬ㄩL與能量的關系可研究物質的動態弛豫過程，如利用中子散射研究液態金屬Bi弛豫過程的結構變化[6]。利用中子衍射技術分析材料殘余應力，如莫納什大學研究團隊利用中子衍射法測量了全尺寸激光熔覆鋼軌的熔覆層、熱影響區和襯底的殘余應力，分析了滾動接觸疲勞抗力的影響[7]。利用中子對樣品的穿透能力與波長變化的關系開發出中子照相技術，該技術利用中子源作為光源可以無損檢測材料內部宏觀缺陷、成分、密度，以及晶粒、磁疇、應力分布等[8-9]。在新能源方面，利用中子干涉、中子衍射和中子成像等方法可以細致地分析鋰電池充放電前后狀態變化[10]。……