用于脉冲γ强度测量的Ф60,1000μmPIN探测器

采用电阻率为10000—20000Ω.cm的高阻单晶硅材料,研制成功灵敏区尺寸为60mm,耗尽层厚度~1000μm的大面积厚PIN半导体探测器.设计了该类探测器厚度测量专用的反冲质子测量系统,对探测器的时间响应、γ灵敏度、漏电流、γ/n分辨等物理参数进行了测量和分析,结果表明,这类探测器可满足低强度裂变n/γ混合场中脉冲γ强度测量的需要.     

狭缝式高灵敏裂变中子探测系统

研制了狭缝-外延式高灵敏大面积PIN裂变中子探测系统. 其对14MeV，2.5MeV中子灵敏度可达10^-16C·cm²，比原有典型的脉冲裂变中子探测系统高4个量级. 采用外延式铅狭缝准直结构，研制灵敏区尺寸为60mm，厚度为200μm—300μm的大面积PIN半导体探测器、以Be膜为衬底，有效直径为60的²³⁵U裂变靶，解决了该探测器研制中的高灵敏度和n/γ分辨难题. 该系统已在实践中获得成功应用. 关键词： 裂变中子探测系统 大面积PIN探测器 大面积裂变靶 高灵敏探测系统     

具有统计增强效应的(CF2)n-PIN夹层探测阵列

采用灵敏区尺寸为φ60mm, 厚度1000μm的大面积电流型厚PIN半导体探测器+聚四氟乙烯片+PA101低噪声放大器, 构建了灵敏度为10^－11C.cm²,具有显著统计增强效应的夹层高灵敏PIN探测阵列. 采用Monte-Carlo数值模拟方法, 研究了该探测阵列的统计增强效应和对γ射线探测灵敏度. 该阵列在极低强度脉冲γ射线探测中具有明显的统计增强效应, 且能量响应平坦, 单个阵列探测范围可达7个量级, 其γ灵敏度比直径为φ20mm, 厚度为250μm的单个PIN探测器高4个量级并可进行直接标定, 是低强度裂变n/γ混合场脉冲γ射线波形面积测量较理想的探测器, 已在有关科学实验中获得成功应用.     

一种基于~4He气闪烁体的裂变中子探测器

研制了一种新中子探测器,它以²³⁵UO₂裂变靶作为转换靶,⁴He气体作为闪烁体.该探测器充分结合了²³⁵U和⁴He两种核素的特点,从而具有中子能量响应平坦、中子灵敏度较高、n/γ分辨本领高等优点,能很好地在混合脉冲裂变辐射场中测量中子.本文对探测器的原理和结构设计进行了介绍,计算了不同能量中子、γ射线在探测器中的能量沉积,并从理论和实验上对探测器的中子灵敏度、γ射线灵敏度、n/γ分辨本领和时间响应进行了研究.结果表明探测器的中子灵敏度约10^-15C·cm²,γ灵敏度约10^-17C·cm²,时间响应约33.1 ns.     

用于脉冲n/γ混合场γ强度测量的ICI探测器

研制成功一种基于康普顿效应, 用于脉冲裂变n/γ混合场γ强度绝对测量的新型辐射探测器—ICI(绝缘体－导体－绝缘体)探测器. 除具有现有真空康普顿和介质康普顿探测器时间响应快、线性电流大、抗辐射干扰能力强等优点外,该探测器从结构上抑制了真空康普顿在快脉冲γ测量中的前后负冲信号, 并且工作时不需要高真空, 而γ灵敏度却与同尺寸介质康普顿探测器相当. 由于其探测灵敏介质厚度小于2mm, 因而在群脉冲辐射探测中, 不会显著影响后续和周围探测器的 测量环境, 是一种探测脉冲γ射线较理想的探测器.     

用于n,γ混合场的新型脉冲中子探测器研究

新型脉冲中子探测器采用特殊工艺将两个PIN半导体组合而成.利用脉冲γ辐射研究了探测器对γ的响应；利用脉冲中子源研究了探测器对DT中了的响应，并与闪烁探测器进行了比较 .结果表明：脉冲中子探测器对脉冲γ辐射基本不灵敏，对脉冲中子辐射的灵敏程度依赖于中子辐射体，是一种用于n，γ混合脉冲辐射场中子测量的新型探测器. 关键词： 硅半导体 差分补偿 脉冲中子探测器 n γ混合场     

组合式Si-PIN 14 MeV中子探测器

提出了一种在多片Si-PIN探测器中间用2mm厚的聚乙烯作为灵敏度增强介质,采用加法电路模式进行信号输出的组合式新型DT聚变中子(14MeV)探测技术原理. 这种组合的主要特点有： 1)大幅度提高了Si-PIN探测器的中子灵敏度和测量统计性; 2)提高了探测器的n/γ分辨本领; 3)在实现多个探测器信号相加的同时,组合探测器相对于单片探测器时间响应没有明显改变. 从实验及理论上对组合探测器的14MeV中子及1.25MeV γ灵敏度、n/γ分辨,时间特性和测量统计性进行了研究. 关键词： Si-PIN半导体探测器 灵敏度 n/γ分辨 时间响应     

电流型大面积PIN探测器

研制了灵敏区面积为40,50和60mm,耗尽层厚度为200—300μm的电流型大面积薄型PIN半导体探测器,并对其物理性能进行了测量.测试和应用表明,这些探测器性能稳定,漏电流符合使用要求.与市场上的大面积PIN半导体探测器相比,这些探测器主要在几百伏偏压下工作在电流模式,但也可用于计数模式,而目前的商用产品仅适用于计数测量. 关键词： 半导体探测器 大面积 电流型     

基于Boosted-Gold算法的γ能谱反演分析

为了利用低能量分辨率探测器γ能谱分析获取未知放射性核素的特征信息,提高γ能谱中重峰及弱峰分析的准确性和有效性,本文开展了基于Boosted-Gold算法的Na I(Tl)探测器γ能谱分析研究.采用MCNPX建立Na I(Tl)探测器模拟模型,获得了维度201×200的探测器响应矩阵.基于Boosted-Gold算法开发了γ能谱反演程序.实验测量了γ源22Na,133Ba和152Eu的探测器响应能谱,并以不同γ射线能量、不同能差(?E)、不同相对强度为条件构建了3组低分辨率模拟γ能谱,结合响应矩阵及反演程序对实测γ能谱和模拟γ能谱进行反演.以IAEA数据库核素标准特征信息对反演结果进行分析.结果表明:Boosted-Gold算法对实测γ能谱特征能量反演误差最大为2.17%(¹³³Ba源0.276Me V),反演强度与标准强度最大差为0.197(¹⁵²Eu源1.408Me V).对模拟γ能谱核素特征能量均可准确分析,反演强度与标准强度差值保持在0.01以内;当增强系数p≤14时,Boosted-Gold算法有利于γ放射性核素的定量分析,对于相对强...     

组合式Si-PIN 14 MeV中子探测器

提出了一种在多片Si-PIN探测器中间用2mm厚的聚乙烯作为灵敏度增强介质，采用加法电路模式进行信号输出的组合式新型DT聚变中子(14MeV)探测技术原理. 这种组合的主要特点有： 1)大幅度提高了Si-PIN探测器的中子灵敏度和测量统计性； 2)提高了探测器的n/γ分辨本领； 3)在实现多个探测器信号相加的同时，组合探测器相对于单片探测器时间响应没有明显改变. 从实验及理论上对组合探测器的14MeV中子及1.25MeV γ灵敏度、n/γ分辨，时间特性和测量统计性进行了研究.     

ST-401薄塑料闪烁体中子能量响应测量技术研究

利用中国原子能科学研究院核工业放射性计量测试中心的5SDH-2串列加速器进行了ST-401薄塑料闪烁体的能量响应实验.选用T(p,n)³He反应和D(d,n)³He反应作为中子源，子源，中子束流采用复合屏蔽体进行准直，源强采用正比计数管和半导体望远镜进行监测，实验测量了厚度从0.16mm到2.00mm的八种规格薄闪烁体的能量响应曲线，对实验的结果的不确定度进行了分析.结果表明探测器的灵敏度随着晶体厚度的增加而增加，对于一定厚度的薄闪烁体，随着中子能量的增加，探测器的能量响应曲线坡度不大. 关键词： 塑料闪烁体 能量响应 正比计数器 半导体反冲质子望远镜     

用于n、γ混合场的脉冲中子探测器研究

在瞬态的n、γ混合辐射场中，常采用飞行时间法原理，将n、γ射脉冲分开，实现对脉冲中子的探测。但在某些实验装置条件下，由于测量环境或者中子源强度等受到限制，不能采用成熟的n、γ飞行时间差甄别混合辐射场中的γ，尤其是在近距离测量中，n、γ分辨成为难题，因此，必须研究一种适合于n、γ混合辐射场的新型脉冲中子探测器。     

强脉冲γ射线能谱测量仪研制

研制出了一种用于强脉冲γ射线能谱测量的能谱仪,在感应电压叠加器实验平台上,测量了阳极杆箍缩二极管产生的强脉冲γ射线能谱。选择适合强脉冲γ射线测量的Si-PIN探测器阵列和铅过滤片作为测量系统,通过在能谱仪的前部放置不同厚度的铅衰减片,测量了感应电压叠加器的强脉冲γ射线的强度。理论计算了不同能量的光子经过不同厚度的铅衰减片以后在探测器阵列上的能量沉积,得到了探测器的灵敏度曲线。利用探测器上的理论计算的电荷量和实验波形的对应关系,求解了该加速器的能谱。光子的最高能量约为1.44 MeV,平均能量为0.68 MeV,其中能量在0.4~0.8 MeV范围内的光子数最多,占74.3%。     

强脉冲γ射线能谱测量仪研制北大核心

研制出了一种用于强脉冲γ射线能谱测量的能谱仪,在感应电压叠加器实验平台上,测量了阳极杆箍缩二极管产生的强脉冲γ射线能谱。选择适合强脉冲γ射线测量的Si-PIN探测器阵列和铅过滤片作为测量系统,通过在能谱仪的前部放置不同厚度的铅衰减片,测量了感应电压叠加器的强脉冲γ射线的强度。理论计算了不同能量的光子经过不同厚度的铅衰减片以后在探测器阵列上的能量沉积,得到了探测器的灵敏度曲线。利用探测器上的理论计算的电荷量和实验波形的对应关系,求解了该加速器的能谱。光子的最高能量约为1.44 MeV,平均能量为0.68 MeV,其中能量在0.4-0.8 MeV范围内的光子数最多,占74.3%。     

快中子堆n，γ混合场中γ光子注量的测量研究

用热释光探测器对快堆堆外n,γ混合场进行了区分测量，结果表明：该方法可有效的检测出n,γ混合场的γ成分；为了更较精确地测量快堆n，γ混合场γ光子注量，提出了采用新配方的热释光探测器LiFTLD(6LiF,７LiF各占50%)与6LiFTLD成对使用的方法.考虑到LiFTLD对中子吸收剂量的响应存在LET效应，对LiF(Mg,Cu,P)TLD进行了中子响应的LET效应因子RLET的实验测定(RLET≈005)，在此基础上，对６LiF 7LiFTLD的成对使用测量快中子堆的n,γ混合场中光子注量的方法进行了实验研究.实验结果表明，混合场中的中子在7LiF(Mg,Cu,P)中产生的热释光量(TL)占n,γ产生的总TL的81%—171%.实验结果表明该方法是行之有效的.为钝化中子谱的不确定性所致的影响，进一步提高γ光子注量测量结果的精度，提出了采用新配方的LiFTLD(6LiF,7LiF各占50%)与6LiFTLD成对使用测量快堆n,γ混合场γ光子注量的方法.     

基于HI-13串列加速器的中子俘获反应截面测量方法

利用BaF₂晶体对γ射线探测效率高、时间分辨率好的特点,研制了国内首套由40个BaF₂探测器单元组成的γ全吸收型探测装置,用于在线测量中子俘获反应截面。在HI-13串列加速器上建立250～850 keV的中子源,其0°角的源强约为5.09×106 n/（Sr·s）,使用γ全吸收型探测装置,通过瞬发γ射线法测量了93Nb、197Au、natC和空样品的实验数据。根据BaF₂探测器信号的特征,采用了基线补偿、软件阈值设置、时间窗限定、脉冲幅度积分增长率设置和快慢成分比设置等多种数字化波形分析方法,剔除噪声信号以提高效应本底比。以197Au样品数据为标准,natC样品数据为样品相关性本底,空样品数据为样品无关性本底,采用相对测量法得到了93Nb的中子俘获反应截面实验数据。通过与ENDF评价库数据的比较,验证了测量装置和技术方法的可行性。     

利用作用深度信息提高正电子断层成像仪分辨率一致性

获取作用深度信息是设计小动物正电子断层成像仪的关键技术之一.我们利用新设计的含有作用深度信息的探测器，从模拟与实验两个方面观测了作用深度信息对于分辨率一致性的影响.结果表明：在γ射线垂直入射时，深度编码探测器和一般的无深度检出机能的探测器，均获得了高分辨率，而γ射线斜入射时，深度编码探测器与一般的探测器相比能提供更好的空间分辨率. 关键词： 作用深度 空间分辨率 正电子断层成像仪     

γ脉冲射线束在大气中的输运计算方法

在γ脉冲射线束测量中,束流波形是由许多不同能量的γ粒子叠加而成的,在大气介质传输中,由于γ粒子与空气原子的相互作用,测点的γ能通量强度随时间变化的波形、同源点的γ强度波形相比,在较大测点距离的情况下就会产生畸变。讨论了γ射线在大气中输运的传输函数以及用褶积计算测点γ能通量强度波形的方法,给出了解析表达式,对典型的γ源脉冲波形输运不同距离,计算了大气输运对测量的影响。最后讨论了减小或避免波形畸变的方法。     

用于强γ环境中测量中子参数的薄膜塑料闪烁探测器

提出了在强γ环境中脉冲中子通量的薄膜闪烁体测量方法.根据其与中子、γ响应的理论计算结果,研制成功一种对γ不灵敏,用于探测快脉冲中子通量的新型探测器.该探测器由塑料薄膜闪烁体+光电探测器构成.与传统探测器相比,该探测器具有如下特点1.高中子灵敏度;2.高n/γ分辨;3.在给定能区具有平坦的能量响应.     

铁电薄膜探测器PbZrTiO3的红外光电响应实验研究

掺杂的铁电薄膜PbZrTiO₃与以高温超导体YBa₂Cu₃O₇为基底组成红外薄膜探测器.具有自极化性质，并可在室温下操作使用.研究了此种薄膜探测器的结构极化性质，测量了它的红外光电压、光电流与黑体辐射源温度、探测器样品温度及斩波频率之间的关系. 关键词：