“龙睛一号”太空来信：我国初步掌握空间中子能量分布识别技术

深不可测的太空中都有什么？

太空环境是否“太平”？

其实，在太空里，

各种天体会不停向外辐射电磁波

许多天体还会发射

质子、中子、电子等高能粒子

而这些高能粒子

则成为航空航天技术发展的巨大阻碍

使人类在探索太空过程中

面临的环境愈发复杂

近日，由原子能院自主研发的国内首个中子谱仪“龙睛一号”，顺利实现从太空中持续稳定传回在轨测量数据。所有探测器均探测到中子信号且数据正常，标志着我国已初步掌握空间中子能量分布识别技术。

“龙睛一号”中子谱仪

空间中子辐射具有能量高、能量动态范围宽、入射方向复杂、空间环境为多粒子混合辐射场等特点，被国际计量局（BIPM）列入中子测试领域未来十年的两大挑战之一。原子能院核技术综合研究所突破一系列关键技术，建立起国内首个、国际第三个20MeV以上能区准单能中子参考辐射场，并联合反应堆工程技术研究所项目团队以及上海宇航系统工程研究所成功研制出国内首个热能到20MeV的在轨中子谱仪——“龙睛一号”。2020年7月25日，“龙睛一号”搭载长征四号乙运载火箭发射升空，进入预定轨道开展在轨飞行验证和长期留轨试验。这是我国首次将自主研发的中子谱仪送上太空，标志着我国空间中子测量进入在轨标定试验新阶段，为自主获得和初步掌握空间中子辐射关键数据提供了重要手段，为我国发展载人航天、深空探测、探月工程提供了重要支撑。

在原子能院长期基础研究专项的资助下，核技术综合研究所中子计量与测试研究团队联合100MeV回旋加速器团队以及核物理研究所项目团队开展了70MeV～100MeV准单能中子辐射场研究，突破了准单能中子靶站、双闪烁体飞行时间中子能谱测量、中子注量率绝对测量等多项关键技术，将我国单能中子参考辐射场的能量上限拓展至100MeV。借助该辐射场，项目团队在国内首次开展了航天员舱外服辐射屏蔽性能测试实验，为航天员出舱活动辐射剂量评估提供了基础数据，并为航天员训练中心等多家单位提供束流服务。同时，该辐射场有效解决了“龙睛一号”中子谱仪的地面标定难题，后续可更多应用于空间中子探测器标定或材料辐照性能测试等研究。

项目相关研究成果发表在Radiation Measurements、《核仪器与方法（NIMA）》等SCI期刊。下一步，项目团队将利用70MeV～100MeV准单能中子辐射场参与到国际计量局组织开展的高能中子注量国际关键比对和相关标准制定中，对于提升我国中子测量与标准的国际影响力和话语权具有重要意义。