用于快中子探测的裂变电离室实验及模拟结果比较(英文)

本文报道了一种用于快中子测量的裂变电离室的实验及模拟结果对比,该电离室的裂变材料为238U,分别电镀在电离室的阳极和阴极。裂变电离室通常有三种工作模式:脉冲模式、均方电压模式和电流模式,从而在大动态范围内实现中子注量测量。我们利用252Cf中子源对工作在脉冲模式的裂变电离室效率进行了测量,同时为了评估均方电压模式和电流模式,测量了裂变电离室在不同气压下的脉冲幅度,并通过Geant4蒙特卡罗软件对裂变电离室的脉冲幅度进行了模拟。模拟可以解释实验结果,当工作气压是2.64×105 Pa时探测效率最高[（4.30±0.7）×10-7],且裂变碎片能谱清晰,表明裂变电离室可以工作在不同模式下。     

一台用于重离子核反应研究的大面积位置灵敏电离室

为了今后在中国科学院近代物理研究所建造的重离子研究装置(HIRFL)上开展重离子物理实验, 制造了一个大面积位置灵敏电离室, 本文简短地描述了它的工作机制, 重点介绍了在1.5米重离子迥旋加速器上使用该电离室的实验装置, 电子学系统和在线数据获取系统. 同时描述了用上述加速器给出的69.5MeV ¹²C束和93.5MeV ¹⁴N束测试该电离室性能所得到的实验结果.     

多层平板电离室测量不同材料界面剂量分布及其蒙特-卡洛模拟

研究设计了多层平板铝电离室.用该电离室测量了30—100keV宽谱同步辐射X射线在Kovar/Au/Al,Pb/Al,Ta/Al界面附近的辐射剂量梯度分布,给出了不同材料界面剂量增强因子(dose enhancement fctor)(DEF).理论上用蒙特卡洛粒子输运方法模拟计算了实测模型下的不同材料的界面剂量增强因子,实验结果与理论模拟符合很好.为研究不同材料的剂量增强提供了理论和实验手段 关键词： 多层平板电离室 剂量增强 蒙特卡-洛模拟     

屏栅电离室+△E-E望远镜探测器系统

研制了屏栅电离室+△E-E望远镜探测器系统,系统的屏栅电离室用来测定252Cf自发裂变碎片的能量和相对于探测器系统轴线的发射角,与屏栅电离室耦合安装的△E-E望远镜探测器由一个薄的屏栅电离室(气体△E)和一个金硅面垒探测器(E)组成,用来确定互补碎片的电荷.用本系统对252Cf自发裂变碎片电荷分布进行了4个参数的关联测量,结果表明,这个探测器系统的电荷分辨能力Z/△Z好于40:1.     

屏栅电离室+△E-E望远镜探测器系统

研制了屏栅电离室+△E-E望远镜探测器系统,系统的屏栅电离室用来测定252Cf自发裂变碎片的能量和相对于探测器系统轴线的发射角,与屏栅电离室耦合安装的△E-E望远镜探测器由一个薄的屏栅电离室(气体△E)和一个金硅面垒探测器(E)组成,用来确定互补碎片的电荷.用本系统对252Cf自发裂变碎片电荷分布进行了4个参数的关联测量,结果表明,这个探测器系统的电荷分辨能力Z/△Z好于40:1.     

基于交流调制技术的弱电流放大器研制

在射线强度测量中,积分电离室输出的电流信号在10–10～10–15 A范围内,该弱电流信号需要转换和放大才可以进行采集.针对积分电离室本文设计了一种弱电流信号放大系统,采用交流调制技术将待测弱直流电流信号调制为交流电压信号,再经放大、相敏检波、滤波等电路处理后得到直流电压信号,最后进行数据采集;同时在系统中引入直流负反...     

用于反应堆中子/γ 射线混合场测量的涂硼电离室性能

近年来,涂硼电离室已逐渐成为核反应堆周围大通量中子/γ射线混合场监测的辐射探测器之一. 研制了一种高灵敏度涂硼电离室,并给出了其内部结构.用fA级弱电流放大器测得: 当涂硼电离室的工作电压在700 V以下时,漏电流小于1.0 pA; 用Am-Be中子源辐照时测得涂硼电离室的电流曲线坪长为500 V, 坪斜为3.72×10^-4 V^-1;当涂硼电离室的工作电压为400 V时, 对应漏电流为0.4 pA.测试表明涂硼电离室中子信号电流与辐照源的相对位置有关, 将Am-Be中子源置于距石蜡慢化体底部8 cm时,测得中子信号电流最大值为2.0 pA. 用¹³⁷Cs和⁹⁰Sr辐照时测得涂硼电离室γ射线信号电流为 1.0---2.0 pA,但在γ射线场中坪特性不如中子场中坪特性明显. 电离室中子探测灵敏度达1.0×10^-15 Acm²s量级, γ射线探测灵敏度达9.0× 10^-22 Acm²s·eV^-1量级. 这种涂硼电离室漏电流小、灵 敏度高、坪特性好,可用于反应堆周围的中子/γ射线混合场测量.     

薄壁快脉冲252Cf裂变电离室的研制及性能测试

介绍了用于中子探测器效率刻度的薄壁快脉冲252Cf裂变电离室。 在用飞行时间法测量中子能谱时, 该裂变电离室能够给出252Cf裂变中子发射时刻信号, 输出脉冲上升时间约为5.5 ns, 电离室由厚度为0.15 mm的不锈钢构成。 测试结果表明, 对裂变碎片的探测效率为99.2%, α粒子脉冲幅度和碎片脉冲幅度可清晰分开。A thin wall, fast pulse 252Cf ionization chamber, which was designed for calibrating efficiency of neutron detectors, was described. The ionization chamber can be used as the start detector in time of flight measurements of the 252Cf fission neutron spectrum. The chamber is composed of 0.15 mm thick stainless steel, the rise time of pulse signals is about 5.5 ns. As the test result shows, the detection efficiency of fission fragments is 99.2%, and pulse signals caused by fissions are distinguished clearly from those caused by α decays.     

一套用于重离子耗散反应测量的电离室望远镜

重离子耗散反应需要鉴别产物的电荷数Z,为此,研制了一套ΔE-E望远镜.ΔE由两个串接在一起的气体电离室ΔE₁和ΔE₂组成,位置灵敏硅半导体测量粒子的剩余能量E.被探测粒子的轨迹与电离室的电场方向平行.该望远镜具有很低的能量探测阈,较小的外尺寸和强的抗电磁干扰能力.重离子耗散反应¹⁹F+²⁷Al产物的激发函数实验测量表明,该望远镜的电荷分辨Z/ΔZ约为30.     

一种多阳极横向场电离室

描述了一种将用于兰州放射性束流线较重离子鉴别的多阳极横向场电离室.对其性能进行了初步测试,得到该电离室有较长的坪区和较好的能量分辨.在10⁴Pa的P10工作气体(10%CH₄+90%Ar)下,坪区长度为700V.对²⁴⁴Cm α放射源,在第4片阳极对应的灵敏区域能量损失为1.30MeV,能量分辨41.1keV,相对能量分辨约3.16%。     

TDI CCD像元响应不一致性校正算法

线阵TDI CCD遥感相机的不一致性校正对获取高质量的图像来说具有重要意义。主要对TDI CCD像元响应不一致性的校正算法及其硬件实现进行了深入的研究。对CCD的噪声特性进行了详细的分析,给出了像元响应不一致性(PRNU:Pixel-response non-uniformity)的退化模型及校正算法,并对其计算精度进行了分析,在硬件电路上对校正算法进行了验证,详细分析了影响校正效果的各种因素。实测结果表明,校正后图像的信噪比得到显著提高。     

基于区域合并的动态阈值分割算法

在传统分块分割再合并阈值法的基础上,引入图像区域合并的思想,以邻近区域阈值相似性作为判断区域合并的依据,借助人机交互式系统,运用待识别目标灰度与完成区域合并的阈值作加权,消除区域灰度不连续,实现目标与背景的有效分离,减少算法的运算量,提高目标识别精度.实验证明,该算法实现简单且行之有效.     

超高速撞击充气压力容器二次碎片减速运动建模研究

 针对空间碎片超高速撞击充气压力容器的二次碎片减速运动问题,首先根据弹丸撞击容器前壁后的破碎程度,将二次碎片分为弹丸未破碎、未完全破碎及完全破碎3种模式,分别建立了二次碎片未受气体扰动时的初始模型;然后采用理论分析手段,应用流体动力学、气-固两相流理论,对弹丸不同破碎模式下的二次碎片在容器内的运动过程进行分析,建立了二次碎片减速运动的计算模型,通过与数值模拟结果的比较,验证了计算模型的有效性。     

相位光栅型波前曲率传感器

研制了一套相位光栅型波前曲率传感器。实验结果表明,相位型散焦光栅能消除零级衍射光的干扰,正负一级衍射光的衍射效率达到49%。用相差板引进波前畸变,进行了波前测量实验。用格林函数算法进行了波前恢复,并和Veeco检测结果进行了比较。制备的光栅型波前曲率传感器测量结果正确,峰谷值存在10%的误差,均方根值存在2%的误差。     

激光自混合显微系统的设计及实验研究

论述了自混合干涉技术的发展历程,并引入了自混合干涉显微技术的实验原理和研究近展;建立了He—Ne激光自混合干涉实验装置系统,获得了稳定的激光功率输出。然后,对基于激光自混合干涉技术的显微镜进行了研究,并详细给出了该系统的设计原理、装调方法和实验结果,得到了玻璃小球的三维形体信息图像。系统达到的横向分辨力1μm,纵向分辨力为15nm。上述实验结果证明自混合显微镜在微小物体的高精度形貌成像方面有着很大的潜力。     

用频域法实现圆环形目标物的计数

研究了用频域法实现圆环形目标物计数的方法。对空域中含有圆环形目标物的二值图像，经傅里叶变换后在频域内进行滤波，再经傅里叶反变换后取一阈值进行处理，则对应于圆环形目标物即变为一个实心体，然后对实心体进行计数即可实现对圆环形目标物的计数。对该方法进行了数学描述，并分别用模拟图像和实际图像进行了实验。结果表明，该方法消除噪声的效果好，对部分封闭圆的检测同样有效，且可用于目标物有粘连的情况。该方法对圆环形目标物的尺寸相差不大的情况更为有效。     

远红外窗口聚乙烯性能研究

采用压缩模塑法制备了聚乙烯远红外窗口，对红外窗口材料的成型条件和性能进行了测试分析。结果表明，成型温度为150℃，样品的成型压力对红外透过率没有影响，窗口材料的红外透过率随厚度的增加而减小，最后选定样品厚度为2mm，在15μm以后具有较好的透过率。抗腐蚀性能测试结果表明，材料耐强酸、强碱及部分有机溶剂。     

SU-8光刻胶应变分布光学全场检测方法

由于SU-8光刻胶的内应力将会影响高深宽比结构的全金属光栅的制作质量,本文针对近年来SU-8光刻胶应力测量困难的情况,提出了一种基于激光剪切散斑干涉技术的SU-8光刻胶应变分布测量的新方法。该方法通过对被测胶体加载前后两幅干涉图像的处理,直接得到被测胶体结构的全场应变分布情况,由胶体的应变变形数据即可反映出内应力的变化和分布趋势。同时使用ANSYS有限元分析软件对同一被测胶体进行应变仿真模拟研究,获得胶体结构的变形场仿真数据。组建了实验系统,进行了实验验证,结果表明:实际测量变形量约为1.189μm,仿真的最大变形量为1.088μm,测量误差在允许范围内,且测量的形变趋势与仿真模拟结果相一致,表明激光剪切散斑干涉技术可应用于SU-8光刻胶的应变分布全场无损检测。     

基于PMD的反射镜面检测实验分析

将相位测量偏折术应用于非球面反射镜面形检测,并对实验检测结果的中高频误差进行了分析研究。计算机产生正弦性条纹图,并且显示在薄膜场效应晶体管显示屏上。摄像机通过被测反射镜观察并拍摄显示屏上的条纹图。利用相移技术和相位展开技术计算得到相位分布。以相位信息为载体对光线进行追迹,并根据反射定律得到面形梯度分布,由数值积分重建面形分布。最后使用泽尼克多项式拟合分析了其中高频误差。     

4 MV激光触发多级多通道开关特性

 报道了4 MV激光触发多级多通道开关的结构设计和初步的实验结果及分析。该开关采用轴向聚焦触发方式，设计为匀场结构，采用场调整环与匀压环调整开关间隙电场分布，电极-绝缘子序列采用堆栈结构替代榫接结构，独立定位、紧固。实验结果表明：4 MV激光触发多级多通道开关的自击穿电压偏差小于5%，自击穿电压与工作气压呈良好的线性关系；触发延迟时间约25 ns，极差小于±2.5 ns，抖动1.5 ns；等工作电压-气压比条件下，随着气压和工作电压的上升触发延迟时间及其抖动趋向下降。