基于虚拟点探测器的虚拟点源效率刻度技术

主要针对尺寸为?75 mm×25 mm的241Am标准体源HPGe探测器探测效率展开研究,通过LabSOCS软件模拟及蒙卡计算研究发现,使用同一种结构类型的探测器测量特定形状的体源,其虚拟点探测器位置与虚拟点源位置满足线性、二次函数、指数等关系。针对确定的探测器,通过点源在对称轴线上不同高度位置实验就可以标定出虚拟点探测器位置,再结合它们的线性函数进一步计算出虚拟点源位置,最后将点源放置于虚拟点位置刻度即可得到体源的探测效率。因此,该技术方法首次提出通过虚拟点探测器位置找到了虚拟点源的位置,是一种全新的刻度方法,已达到实际应用的程度,可以大面积推广应用该技术成果。     

NE213 闪烁体探测器中子探测效率模拟

应用FLUKA 软件包对NE213 液体闪烁体中子探测器的探测效率进行了蒙特卡罗模拟,通过Birks 公式将中子产生的次级粒子的能量沉积转化为相应的光输出。根据不同探测阈值对模拟得到的光输出进行积分处理,计算出给定能量下探测器的中子探测效率。将模拟得到的闪烁体光输出、中心探测效率和平均探测效率随中子入射到探测器前表面位置的变化与实验数据进行比较,结果显示,FLUKA 模拟结果与实验值符合得很好,这为中子探测器的设计提供了可靠保证。A NE213 liquid scintillation neutron detector was simulated by using the FLUKA code. The light output of the detector was obtained by transforming the secondary particles energy deposition using Birks formula. According to the measurement threshold, detection efficiencies can be calculated by integrating the light output. The light output, central efficiency and the average efficiency as a function of the front surface radius of the detector, were simulated and the results agreed well with experimental results.     

基于四象限探测器检测干涉条纹正交信号

 四象限探测器在探测区域具有象限化特征,当干涉条纹方向与探测器坐标轴方向呈不同的夹角时,各象限探测单元的不同位置可探测到不同空间位置的干涉条纹光强分布,利用光强在探测单元内的矢量叠加原理,就可探测到与干涉条纹同周期但相位不同的信号。当旋转探测器到某一特定角度时,发现总有其中两个象限探测单元的信号相位正交,当干涉条纹周期改变时,仅需重新仔细旋转探测器,便可检测到该周期条纹的正交信号。通过理论分析和数值模拟,验证了该方法的可行性和实用性。与传统检测方法相比具有操作简便,适应性强,便于仪器化等优点。     

血液中Na活化放射性测量的蒙特卡罗模拟

针对超临界事故中人体受到中子辐照后感生的24Na活度测量,采用MCNP软件建立蒙特卡罗模拟模型,分别模拟不同类型NaI探测器对24Na衰变的两条射线全能峰的探测效率和塑料闪烁体探测器对24Na衰变的射线总计数的探测器效率。模拟结果表明:井型NaI探测器与圆柱型相比,24Na衰变的1.38 MeV和2.76 MeV 射线全能峰探测效率分别提高了4.30倍和4.11倍;塑料闪烁体探测器对24Na衰变的射线的探测效率是NaI探测器对24Na 射线的探测效率的1.72倍;同时粗略计算了探测器计数与人体所受中子辐照剂量之间的关系。     

自动对靶喷雾靶标红外探测研究

农林作物一般非连续种植,喷在农林作物靶标之间的药液造成巨大浪费和严重环境污染,因此探讨利用红外线探测技术实现靶标的自动探测, 对靶精准喷施意义重大。红外线可有效防止可见光的干扰,响应速度快,可实现无接触探测,由此建立的红外光电探测系统可靠性好、成本低。红外发光管发射出红外光照射到被探测物体上,反射的红外线被光电探测器接收,触发控制信号,实现自动对靶施药。系统中不同探测器组采用不同编码的调制脉冲红外信号,可消除组间光路干扰及其他光信号的干扰。实验结果表明所建立的红外靶标自动探测装置可对农林作物靶标进行自动探测,光波波长为850 nm,探测距离为0.1～6 m可调,靶标最小识别间距小于0.3 m。     

X射线探测器的研究现状与展望

X射线影像设备广泛应用于医疗健康、工业无损探测等领域。当X射线穿过不同密度和厚度的人体组织或者工件时,X射线被吸收的程度不同,人们通过X射线强度的变化及分布情况可以诊断一些肉眼不可见的疾病或者检测工件内部各种宏观或微观缺陷的性质、大小及分布。近年来,如何设计空间分辨率更高、X射线使用剂量更低、成本更低的X射线影像设备是各大X射线影像设备公司以及本领域科研人员的研究目标。文章主要从X射线探测器的结构和材料角度出发,回顾了X射线探测器的发展,讨论了不同探测材料对于X射线的吸收以及探测性能,最后展望了X射线探测器的未来发展方向。     

T9型窄间隙室探测器的研制与探测效率测试

山东大学承担了ATLAS实验中400个T9型窄间隙室(TGC)探测器的研制生产任务. 本文首先介绍了T9型TGC探测器的研制过程,然后对TGC探测器进行探测效率测试的方法进行了描述. 测试结果表明目前已经完成探测效率测试的288个T9型TGC探测器均表现出优于设计要求的高品质.     

多层石墨烯纳米带光电探测器理论与性能分析

多层石墨烯具有超宽的光谱吸收范围及独特的光电性能,是制作下一代光电探测器件的理想材料。以石墨烯的带间隧穿理论为基础,提出了一个多层石墨烯纳米带结构的光电探测器模型,纳米带的两端与源极和漏极相连,夹在半导体基质和上下栅极之间。利用这个模型,建立了多层石墨烯纳米带探测器的光电转换机制,讨论了上栅极电压不同时探测器的工作原理,研究了源-漏极间光电流及暗电流与入射光能量的关系,探讨了探测器的偏置电压,耗尽层长度以及带隙取值对暗电流的影响,并分析了不同参数下探测器响应率以及探测率随入射光能量的变化关系。结果表明,探测器的响应率随纳米带层数的增加而增加,受带隙,耗尽层长度和偏置电压的影响,最大的响应率约为103 A·W-1; 通过限制上栅压,带隙等变量可以控制系统暗电流,增大探测器的探测率,最高探测率约为109 cm·Hz1/2·W-1。多层石墨烯纳米带结构可以增强探测器对入射光的吸收,提高探测器的灵敏度以及对弱光的探测能力,实现对太赫兹到远红外波段入射光的有效探测,探测性能远高于许多量子结构和窄带半导体结构的光电探测器。     

基于偏振阵列的偏振迈克耳孙风场探测干涉仪系统的理论研究

基于偏振阵列的偏振迈克耳孙风场探测干涉仪是一种新型的探测大气温度和风场速度的干涉仪.基于偏振干涉的原理,四个偏振方向分别相差45°的偏振片组成的偏振阵列紧贴于探测器前,由四面角锥棱镜出射的四束线偏振光分别经四个不同偏振方向的偏振片后,四个不同强度干涉图同时成像于探测器上,经过数据提取获得四个干涉强度值,进一步反演出大气温度和风场速度值.对以上干涉成像过程进行了模拟仿真,得到干涉图,经风速反演得到了与实际值一致的结果.具有结构简单稳定,测试精度高,利于快速变化的目标测试的优点.     

252Cf源驱动噪声分析核材料富集度判别方法

针对探测器通道和待测核材料探测通道之间相对几何位置与待测核材料富集度变化之间的相互关系问题,开展了基于探测通道间协方差幅值进行核材料富集度判别的研究工作。实验中,选取富集度分别为85.15%,90.15%和93.15%的235U核材料,模拟研究了多个位置不同的探测通道所得到的协方差运算结果。研究结果表明:随着235U核材料富集度的增加,互相关的幅值也随之增大并与国外文献结果相吻合,率先在国内证明了基于探测器相对几何位置变化的探测通道互相关幅值可以推断核材料富集度的可行性。     

HER磁镜上硬X射线和热电子测量

一、引言 磁镜运行中,为了要知道它在电子回旋共振加热(ECRH)下形成热电子的参数,我们测量了硬X射线能谱、硬X射线发射的时间特性、不同磁场强度下形成热电子环的位置、以及热电子的脉冲幅度分布等。 HER是中国科学院等离子体物理研究所简单型磁镜装置,它的几何尺寸是,真空室长     

压水堆堆芯功率分布在线监测计算中的探测器失效诊断与处理方法

作为堆芯功率分布在线监测计算的重要输入参数，堆内中子探测器的测量数据对堆芯功率分布在线监测具有重要影响，因此在线监测计算中探测器失效的诊断和处理十分必要。采用谐波展开法进行堆芯功率分布的在线监测计算，采用直接观察法、探测器测量值比较法以及探测器重构值比较法分三个阶段对探测器失效进行诊断。基于以上理论，在在线监测系统NECP-ONION中加入探测器失效诊断功能，利用BEAVRS基准题对失效诊断和处理进行验证。数值结果表明，将三阶段的诊断方法结合使用，不仅可以有效判断探测器完全失效的情况，同时对于探测器测量值偏离正常值也具有判断能力。对于探测器失效的处理，NECP-ONION具有较好的探测器失效承受能力。当探测器测量值严重偏离正常值时，程序可诊断其失效并去除错误测量值信息后进行重构；当偏离正常值不足以做出失效诊断时，在线监测程序监测计算精度在可接受范围内。     

硅探测器的数字化脉冲形状甄别

介绍了利用硅探测器的脉冲形状甄别进行粒子鉴别的原理。详细叙述了基于数字化方法的脉冲形状甄别的实现。采样频率和位数是数字化方法的两个重要参数。对于硅探测器信号,采用100 MS/s,12 bit的Digitizer可以满足脉冲形状甄别法对时间分辨的要求。同时对该方法粒子鉴别的特征和能量阈值做了简要的分析和对比。粒子背面入射硅探测器的所得的阈值低于正面入射的情况。例如对于氖周围的同位素,背面入射情况的阈值约为100 MeV,为正面入射情况下鉴别阈值的二分之一,相当与ΔE-E方法中ΔE探测器厚度约为60 μm情况下的阈值。最后定性讨论了硅探测器的电阻率不均匀性和沟道效应对粒子鉴别性能的影响。In this paper Pulse Shape Discrimination(PSD) for silicon detector has been briefly introduced. The emerging digital method successfully applied to detector signal processing makes digital PSD method one of the most promising particle identification methods. Sampling frequency and the number of bits are two key parameters of digital method. For silicon detector signal, adopting 100 Ms/s, 12 bit Digitizer can satisfy the time resolution requirement of PSD method. The identification characteristic and energy threshold of this method have been discussed and compared with both front injection and rear injection cases. Energy threshold with rear injection usually is much lower than that with front injection. For example, around for Neon isotope energy threshold with rear injection is about 100 MeV which is only half of the threshold with front injection, also equivalent to thickness of about 60 μm silicon detector threshold in ΔE-E method. At the end the impact of silicon detector's resistivity nonuniformity and channel effect on the identification capacity of PSD method has been discussed in detail.     

消除强背景辐射干扰的光电探测新方法

 以InSb探测器(PV型)为例, 通过建立载流子输运的动力学模型得到光生电动势与入射光功率密度的函数关系, 提出了一种消除强背景辐射对光电探测的影响的新方法, 并且通过实验证实了这种方法的有效性及其理论模型的合理性。与传统的调零法相比, 该方法精度较高且能适用于更高强度的背景辐射 。     

高Tc超导红外探测器研究

本文简述了高T_c超导红外探测器的优越性、探测器工作原理以及热敏型高T_c红外探测器的研制方法和主要性能参数测试结果,并对光子型高T_c红外探测器的研制情况作了简单报道.     

基于门控积分的光电导探测器标定方法

 为了用同步辐射光源完成对光电导探测器的标定工作，用门控积分方法代替基于高性能宽带示波器的高灵敏测量系统，改进了前端放大器，带宽达到了2.9 GHz，改进后的门控积分系统灵敏度达到2.8×10^-18 C/bit。在北京同步辐射装置进行了金刚石探测器的灵敏度动态标定实验，针对碳、铝、镍、铁多种薄滤波片进行了测量，获得了具有比较好的信噪比结果。从试验结果可以初步得出样品探测器在长波段响应（50～280 eV）比较灵敏，在原理上验证了这种方法的可行性。     

Application of CsI(T1) Scintillator With Photodiode Readout Detector in Heavy Ion Reaction Experiments

The applications of CsI(T1) scintillator with photodiode read out in heavy ion-induced reaction experiment are reported.This kind of detector has been used as E detector in a ΔE-E telescope with silicon as ΔE detector,and has been used to measure the light charged particles.Time of crossing zero point method has been employed in the experiment with a new kind of electronics,and has been used to indentify the light charged particles.     

复杂流场的超声-激光测量原理研究

本文从复杂流场—旋涡场参量的超声—激光测试方法的需要出发,论述了超声波产生的声相位光栅对激光产生的偏转效应.并研制了适用于产生空气超声相位光栅的大功率高频超声换能器、位移灵敏接收器、数字相位差测定仪等设备,采用了超声发射的匹配技术等,从而获得了明显的空气超声-激光偏转效应,并且测定了两光束的偏转时间差.本文的结果为利用超声-激光的空气声光偏转效应测量空气旋涡流场参量提供了实验依据.     

简单磁镜上ECR放电硬X射线测量

本文用Nal(T1)晶体闪烁探测器在简单磁镜上测量了硬X射线波形随有关放电参数的变化和能谱,给出了实验数据处理方法、热电子的温度和能量,最后对结果进行了分析讨论。     

Study on spatial resolution of micromegas as a neutron detector under condition of high neutron flux and γ ray background

In this paper Micromegas has been designed to detect neutrons. The simulation of the spatial reso-lution of Micromegas as neutron detector is carried out by GEANT4 toolkit. The neutron track reconstruction method based on the time coincidence technology is employed in the present work. The influence of the flux of incident 14 MeV neutron and high gamma background on the spatial resolution is carefully studied. Our results show that the spatial resolution of the detector is sensitive to the neutron flux, but insensitive to the intensity of γ background if the neutron track reconstruction method proposed by our group is used. The γ insensitivity makes it possible for us to use the Micromegas detector under condition which has high γ-rays background.