粒子物理与原子核物理学科历史悠久，培养出多位以王琳教授为代表的知名科学家，具有深厚的学科基础和研究底蕴。从1973年开始中子管研究，获得多项自主知识产权，在小型中子管开发与应用方面优势突出、特色鲜明，打破国际技术封锁，专业所在研究所已发展成为国内少数几个中子管研发基地之一。相关成果获得多项国家级奖励，并于1996年获国家科技进步三等奖。中子管产品不但应用于众多油田、矿物分析等领域，并且装配于次临界反应堆、弹药检测系统等重要科研和军事设备，近年来又应用于锦屏暗物质实验、江门中微子实验等大科学装置，在服务于国防重大需求和地方经济中发挥重要作用。

        1．中子管性能提升：近50年来，课题组一直致力于中子发生器性能提升研究，包括离子源、靶系统、封接工艺、材料选择、电源控制等，积累了大量理论和实践研究经验；同时已为国外（IAEA）国内多家高校、研究所、企业提供中子管及中子发生器，解决了有关寿命、产额、特殊使用条件、脉冲控制等一系列问题。

        2. 中子活化分析：瞬发伽马中子活化分析（PGNAA）具有非破坏性、多元素同时分析、高灵敏度（痕量至超痕量级）、实时性强等显著优势，能够在复杂基体（如地质样品、环境污染物）中快速准确识别元素种类及含量，无需样品预处理，适用于原位或在线分析场景。主要研究中子活化分析技术在生物效应、工业、反恐、等方面的应用，包括BNCT、煤质元素分析、爆炸物检测等。

        3. 辐射防护：主要研究基于东北师范大学自主研制的NG-9型密封D-D、D-T中子发生器，开发一种含硼高炉渣混凝土屏蔽材料，并结合反向传播BP神经网络和层次分析法（AHP）对由新型混凝土材料或铁、聚乙烯和铅组成的多层屏蔽结构进行多目标优化。所提出的混凝土为中子发生器的屏蔽材料提供一种更为高效的选择。所采用智能算法为中子源屏蔽设计提供一种更加省时准确的优化手段。

        4. 中子成像：中子成像凭借其对轻元素的高灵敏度、强穿透性及无损特性技术在航空、航天、军工、石油、汽车、冶金、材料等领域应用潜力巨大，可与传统X射线成像技术互为补充。东北师范大学自1985年起开始进行小型中子照相装置实验工作，部分成果获得国家相关部门认可，中央电视台等主流媒体有过报导。结合转换屏、微光成像、实时成像等现代中子成像技术，通过深度学习等智能算法提高成像质量，其应用场景还将不断扩展。

        5. 将可控中子源技术系列科研成果向教学转化，通过采用3D动画、仿真建模、组件开发等技术重构核物理实验环境，将当前核物理与粒子物理实验中的测量方法和手段融入实验，帮助理解核物理、辐射防护、核技术应用等专业知识。V1.0为瞬发伽马中子活化分析虚拟仿真实验； V2.0为中子活化分析虚拟仿真实验，获评吉林省一流课程；V3.0为密封中子发生器虚拟仿真实验，V1.0和V3.0代表学校参评国家一流课程。

        学科现有专职研究人员3人，全部具有博士学位，兼职研究人员6人，其中教授5人、具有博士学位者3人，学科负责人景士伟教授。学科团队成员担任中国核学会同位素分会理事，中国核学会核技术工业应用分会理事，中国核学会核技术工业应用分会核探测设备专业委员会委员，吉林省核学会常务理事，吉林省核学会副理事长，吉林省核学会核技术应用分会理事长，吉林省环境工程评估中心辐射类评估专家等学术职务。

        近年来，学科教师聚焦上述研究领域承担包括国家重大科学仪器研究专项在内的国家级及横向课题30余项，到账经费900余万元；在《Construction and Building Materials》《Computer Physics Communications》《Nuclear Science and Techniques》《Nuclear Inst. and Methods in Physics Research, A》《Nuclear Inst. and Methods in Physics Research, B》《Radiation Physics and Chemistry》《Vacuum》《Applied Radiation and Isotopes》等重要刊物上发表学术论文一百余篇，其中SCI论文80余篇。多次受邀在国际核工程大会、中国核学会学术年会上做分会主席并做特邀报告，每年召开核技术研讨会，与中国原子能科学研究院、中国工程物理研究院、中科院高能物理研究所、上海交通大学、吉林大学、北京航空航天大学等国内一流的研究机构保持密切合作，与美国、俄罗斯、澳大利亚等国的知名研究机构定期进行学术交流，在中子技术领域的学术影响力不断提升。

        目前学科仍坚持以中子管中子源研究开发为特色，在高产额、长寿命中子源及伴随粒子中子发生器的研制上争取有所突破，填补国内在该领域的空白。同时提升中子管中子源的应用开发水平，在提高瞬发伽玛中子活化分析技术在爆炸物检测、煤质分析、水泥分析等的应用基础上，完善快中子、热中子在医学、生物、国防等领域的应用，全面提升中子管中子源的应用范围，进一步扩大中子管中子源在各领域的影响。学科致力于培养中子物理领域的高素质人才，毕业生覆盖基础教育和高等教育全链条就业通道，就业单位层次高、地域覆盖面广。

撰稿：景士伟

终审：付申成