中子源是指能释放出中子的装置。中子是构成物质世界的基本粒子之一,具有穿透能力强、无电荷、对轻元素敏感等特点。
中子源是中子产生的源头装置。根据新思界产业研究中心发布的《
2025-2029年中国中子源市场行情监测及未来发展前景研究报告》显示,近年来,随着中子成像、中子衍射、中子活化等技术的发展和应用,中子在中子癌症治疗、工业无损检测、资源勘探、航天航空、材料科学、文物考古、新能源、超导工程等领域应用越来越深入,进而带动中子源市场需求不断释放。
中子源一般分为放射性同位素中子源、加速器中子源、反应堆中子源三种类型。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)是利用加速器加速带电粒子轰击靶核,通过核反应产生中子;反应堆中子源是利用原子核裂变反应堆产生中子。不同类型的中子源各具特点。
与反应堆中子源相比,散裂中子源具有脉冲通量高、中子产额高、高能短波中子丰富、成本低、不使用核燃料、活化产物产生量少等优势。近年来,随着强流加速器技术的发展,散裂中子源逐渐成为国际公认的新一代中子源。
21世纪以来,欧美日等发达国家均积极布局新一代散裂中子源建设,但由于部件繁多、投资成本高、建设周期长,目前全球已建成的散裂中子源极少,位于松山湖的散裂中子源(CSNS)是我国首台、国际第四台(继英国散裂中子源、美国散裂中子源、日本散裂中子源之后)脉冲式散裂中子源。
CSNS装置主要由负氢离子直线加速器、快循环质子同步加速器、靶站、谱仪及相应配套设施组成。目前CSNS已建成国内首个极化中子实验平台,完成了极化中子全链条研发。中科院高能物理研究所为CSNS工程建设法人单位,2025年其将持续开展二期工程关键设备研制,同时推进二期工程建设和装置高效稳定运行。
新思界
行业分析人士表示,我国中子源相关布局企业包括瀚海聚能、西安奥华、中核建中、粒子华科(青岛)等。近年来,随着医疗、材料科学、无损检测、新能源等产业发展,中子及中子源重要性越发凸显。散裂中子源是国际公认的新一代中子源,目前我国已突破其核心技术,实现了自主建设,且成果产出远超国际同类装置同期水平。