太空環境是否“太平”?
其實，在太空里，各種天體會不停向外輻射電磁波，許多天體還會發射質子、中子、電子等高能粒子，而這些高能粒子則成為航空航天技術發展的巨大阻礙，使人類在探索太空過程中面臨的環境愈發復雜。
近日，由原子能院自主研發的國內首個中子譜儀“龍睛一號”，順利實現從太空中持續穩定傳回在軌測量數據。所有探測器均探測到中子信號且數據正常，標志著我國已初步掌握空間中子能量分布識別技術。
“龍睛一號”中子譜儀
空間中子輻射具有能量高、能量動態范圍寬、入射方向復雜、空間環境為多粒子混合輻射場等特點，被國際計量局(BIPM)列入中子測試領域未來十年的兩大挑戰之一。原子能院核技術綜合研究所突破一系列關鍵技術，建立起國內首個、國際第三個20MeV以上能區準單能中子參考輻射場，并聯合反應堆工程技術研究所項目團隊以及上海宇航系統工程研究所成功研制出國內首個熱能到20MeV的在軌中子譜儀——“龍睛一號”。2020年7月25日，“龍睛一號”搭載長征四號乙運載火箭發射升空，進入預定軌道開展在軌飛行驗證和長期留軌試驗。這是我國首次將自主研發的中子譜儀送上太空，標志著我國空間中子測量進入在軌標定試驗新階段，為自主獲得和初步掌握空間中子輻射關鍵數據提供了重要手段，為我國發展載人航天、深空探測、探月工程提供了重要支撐。
70MeV～100MeV準單能中子輻射場
在原子能院長期基礎研究專項的資助下，核技術綜合研究所中子計量與測試研究團隊聯合100MeV回旋加速器團隊以及核物理研究所項目團隊開展了70MeV～100MeV準單能中子輻射場研究，突破了準單能中子靶站、雙閃爍體飛行時間中子能譜測量、中子注量率絕對測量等多項關鍵技術，將我國單能中子參考輻射場的能量上限拓展至100MeV。借助該輻射場，項目團隊在國內首次開展了航天員艙外服輻射屏蔽性能測試實驗，為航天員出艙活動輻射劑量評估提供了基礎數據，并為航天員訓練中心等多家單位提供束流服務。同時，該輻射場有效解決了“龍睛一號”中子譜儀的地面標定難題，后續可更多應用于空間中子探測器標定或材料輻照性能測試等研究。
項目相關研究成果發表在Radiation Measurements、《核儀器與方法(NIMA)》等SCI期刊。下一步，項目團隊將利用70MeV～100MeV準單能中子輻射場參與到國際計量局組織開展的高能中子注量國際關鍵比對和相關標準制定中，對于提升我國中子測量與標準的國際影響力和話語權具有重要意義。
