中子源是指能釋放出中子的裝置。中子是構成物質世界的基本粒子之一,具有穿透能力強、無電荷、對輕元素敏感等特點。
中子源是中子產生的源頭裝置。根據新思界產業研究中心發布的《
2025-2029年中國中子源市場行情監測及未來發展前景研究報告》顯示,近年來,隨著中子成像、中子衍射、中子活化等技術的發展和應用,中子在中子癌癥治療、工業無損檢測、資源勘探、航天航空、材料科學、文物考古、新能源、超導工程等領域應用越來越深入,進而帶動中子源市場需求不斷釋放。
中子源一般分為放射性同位素中子源、加速器中子源、反應堆中子源三種類型。其中放射性同位素中子源包括(α,n)中子源、(γ,n)中子源等;加速器中子源(散裂中子源)是利用加速器加速帶電粒子轟擊靶核,通過核反應產生中子;反應堆中子源是利用原子核裂變反應堆產生中子。不同類型的中子源各具特點。
與反應堆中子源相比,散裂中子源具有脈沖通量高、中子產額高、高能短波中子豐富、成本低、不使用核燃料、活化產物產生量少等優勢。近年來,隨著強流加速器技術的發展,散裂中子源逐漸成為國際公認的新一代中子源。
21世紀以來,歐美日等發達國家均積極布局新一代散裂中子源建設,但由于部件繁多、投資成本高、建設周期長,目前全球已建成的散裂中子源極少,位于松山湖的散裂中子源(CSNS)是我國首臺、國際第四臺(繼英國散裂中子源、美國散裂中子源、日本散裂中子源之后)脈沖式散裂中子源。
CSNS裝置主要由負氫離子直線加速器、快循環質子同步加速器、靶站、譜儀及相應配套設施組成。目前CSNS已建成國內首個極化中子實驗平臺,完成了極化中子全鏈條研發。中科院高能物理研究所為CSNS工程建設法人單位,2025年其將持續開展二期工程關鍵設備研制,同時推進二期工程建設和裝置高效穩定運行。
新思界
行業分析人士表示,我國中子源相關布局企業包括瀚海聚能、西安奧華、中核建中、粒子華科(青島)等。近年來,隨著醫療、材料科學、無損檢測、新能源等產業發展,中子及中子源重要性越發凸顯。散裂中子源是國際公認的新一代中子源,目前我國已突破其核心技術,實現了自主建設,且成果產出遠超國際同類裝置同期水平。