多像素光子计数器(MPPC)的性能测试

多像素光子计数器(Multi Pixel Photo Counter,简称MPPC)是近几年发展起来的一种新型信号读出设备.为了对这种设备制作的闪烁探测器有较深入的了解和认知,本文配合塑料闪烁体,与MPPC制成塑料闪烁探测器,对利用这种新型的光子计数器做成的探测器进行了研究.利用它测试了塑料闪烁体的时间和位置分辨率,将这方面数据与之前常用的配有光电倍增管的闪烁探测器的数据进行了比较,能够了解到用MPPC与塑料闪烁体做成的闪烁探测器在时间分辨和位置分辨方面能够达到实验的要求.在信价比和几何大小方面,MPPC优于光电倍增管,因此利用MPPC将在实验方面带来很大的优越性,为实验研究提供更大的方便.     

实时单发测量的汤姆逊离子谱仪

介绍一种使用闪烁体耦合电子倍增电荷耦合器件(EMCCD)的方式对离子进行记录的汤姆逊能谱仪,可实现对离子能谱的实时单发测量。同时,该谱仪利用倾斜电极板对离子进行偏转,可减少由于离子打在电极板上产生的电磁噪声,能够提高实验结果的信噪比。该谱仪在北京大学4.5 MV静电加速器和2×6MV串列加速器上进行了标定实验,测量了闪烁体将离子转化成光子后的探测效率,实验结果也验证了该谱仪的可行性和稳定性。该汤姆逊谱仪将用于北京大学激光加速器CLAPA对离子束流的测量研究。     

用于DPF装置中子测量的闪烁体探测器

 介绍了一种用于等离子体焦点装置(DPF装置)中子波形测量的塑料闪烁体探测器，该探测器由ST401型塑料闪烁体、XP2262B型光电倍增管构成。利用银活化中子探测器和DPF装置对该塑料闪烁体探测器进行标定，确定其中子灵敏度为0.022 5 pC每中子，，中子产额测量范围达到10⁹～10¹¹每脉冲，可以满足DPF装置中子参数测量的需要。     

质谱在激光等离子体物理研究中的应用

在对激光等离子体相互作用的研究中,物质由于在激光场的作用下离子化而成各种离化态的离子,研究这些离子的特性可以深入理解激光与等离子体相互作用过程,质谱仪能提供离子的最高离化态、平均电荷态、能量分布和丰度等重度信息,文章介绍了质谱仪的原理及的原理及其在激光等离子体中的应用。     

激光加速高能质子实验研究进展及新加速方案

利用超强激光与等离子体相互作用来加速高能离子是激光等离子体物理及加速器物理领域的研究热点.经过了近20年的发展,激光离子加速已取得丰硕成果,催生了一批新的应用.本文概述了国内外激光离子加速所取得的标志性实验研究进展,围绕高能质子的产生这一关键问题进行了深入的探讨,介绍了近几年来发展的有潜力的新加速方案.     

微通道板X射线探测器

在激光等离子体实验研究中,为了更好地了解激光与等离子体相互作用过程中所发生的物理过程,要求能够高时间分辨地观测等离子体所辐射的X射线的特征。测量的关键在于X射线探测元件,既要有快的时间响应,又要能够输出足够大的光电流,以便直接驱动高速示波器,进行显示和照像。普通的闪烁体/光电倍增管X射线探测器,由于闪烁体荧光有着固有的衰减时间,以及普通的光电倍增管中的电子飞行时间离散严重,时间分辨力难以提高。     

束流实验中不同尺寸塑料闪烁体的时间特性

北京谱仪(BESⅢ)中的飞行时间探测器将采用长2.3m宽6cm的长条形塑料闪烁体. 利用北京高能物理研究所的实验束流对铝膜包装的不同厚度闪烁体的本征时间分辨进行了研究,给出了4cm, 5cm和6cm闪烁体的时间分辨, 而且用蒙特卡罗模拟做了比较, 结果表明5cm厚的闪烁体具有最佳性能.     

基于气体放电等离子体射流源的模拟离子引出实验平台物理特性

离子引出过程是原子蒸气激光同位素分离中非常重要的物理过程之一,而其中关键的等离子体参数(等离子体初始密度和电子温度等)均会对离子引出特性产生影响.基于千赫兹电源驱动的氩气高压交流放电等离子体射流源,建立了离子引出模拟实验平台-2015 (IEX-2015),开发了用于诊断氩等离子体参数的"碰撞-辐射"模型,对等离子体射流区的电子温度和电子数密度等关键参数进行了测量.结果表明,电源输入功率和驱动频率以及工作气体流量均会对等离子体射流区的电子温度和数密度产生影响;在真空腔压强为10~(-2)Pa量级下,射流区电子数密度和电子温度的可调参数范围分别为10~9—10~(11)cm~(-3)和1.7—2.8 e V,这与实际离子引出过程中的等离子体参数范围相近.在此基础上,开展了不同引出电压、极板间距和电子数密度条件下初步的离子引出实验,所得到的离子引出电流变化规律亦与实际原子蒸气激光同位素分离中的离子引出特性定性一致.上述研究结果验证了在IEX-2015上开展离子引出模拟实验的可行性,为后续深入开展离子引出特性的实验研究准备了良好的条件.     

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     

BESⅢ端盖TOF本征时间分辨的MC模拟

BESⅢ飞行时间探测器(端盖部分)由2×48个塑料闪烁探测器模块构成. 采用Monte Carlo模拟软件包Geant4，对该探测器测量高能带电粒子的性能进行了模拟研究. 文章讨论了最小电离粒子击中闪烁体不同位置，以及闪烁体形状，闪烁体表面覆盖材料对本征时间分辨的影响，给出了详细的模拟结果，并与宇宙线测试结果进行了比较. 为该探测器研制和工程设计提供必要的参考数据.     

Laser-driven generation of fast particles

The great progress in high-peak-power laser technology has resulted recently in the production of ps and subps laser pulses of PW powers and relativistic intensities (up to 10²¹ W/cm²) and has laid the basis for the construction of multi-PW lasers generating ultrarelativistic laser intensities (above 10²³ W/cm²). The laser pulses of such extreme parameters make it possible to produce highly collimated beams of electrons or ions of MeV to GeV energies, of short time durations (down to subps) and of enormous currents and current densities, unattainable with conventional accelerators. Such particle beams have a potential to be applied in numerous fields of scientific research as well as in medicine and technology development. This paper is focused on laser-driven generation of fast ion beams and reviews recent progress in this field. The basic concepts and achievements in the generation of intense beams of protons, light ions, and multiply charged heavy ions are presented. Prospects for applications of laser-driven ion beams are briefly discussed.     

基于Pixie-net数字化仪的位置灵敏塑料闪烁体谱仪

基于高度集成的Pixie-net数字化仪,本实验利用长为1 m的塑料闪烁体谱仪测量了⁶⁰Co源的能谱.利用能谱上康普顿平台半高位置对长塑料闪烁体进行了位置刻度,结果表明刻度位置与放射源实际位置的偏差约为1～2 cm.本实验的结果还说明Pixie-net数字化仪拥有较强的信号处理能力,可以替代传统电子学的QDC(电荷数字转换),实现长塑料闪烁体的幅度信号定位功能.     

激光离子加速研究与应用展望

激光离子加速是近年来激光等离子体领域兴起的研究热点之一。激光产生的高能离子束具有高亮度、小尺寸、脉宽窄和方向性好等特点，具有很多潜在的应用。概述了几种常见的激光离子加速物理机制，对一系列激光离子加速实验进展进行了归纳总结，最后介绍了几种激光驱动离子束的潜在应用。     

Generation of ultra-intense ion beams by a short-pulse laser

This paper summarizes briefly the main experimental and numerical results of the IPPLM team studies on the generation of ultra-intense ion beams by a short (≤1?ps) laser pulse. Basic laser-driven ion acceleration schemes capable of generating such ion beams are described including the target normal sheath acceleration (TNSA) scheme, the skin-layer ponderomotive acceleration (SLPA) scheme and the laser-induced cavity pressure acceleration (LICPA) scheme. It is shown that an efficient way for achieving high ion beam intensities and fluencies lies in using a short-wavelength laser driver of circular light polarization. In such a case, SLPA clearly dominates over TNSA, and dense and compact ion bunch is generated with high energetic efficiency. The LICPA scheme operating in the photon (radiation) pressure regime can be even more efficient than SLPA. As it is demonstrated by particle-in-cell simulations, the LICPA accelerator with a picosecond, circularly polarized laser driver of intensity ～ 10²¹_?W/cm² can produce sub-picosecond light ion beams of intensity ～ 10²²?W/cm² and fluence?>?1?GJ/cm² with the energetic efficiency of tens of percent. Laser-driven ion beams of such extreme parameters could open up new research areas in high-energy-density science, inertial fusion or nuclear physics.     

基于SiPM读出的塑料闪烁体探测器时间性能研究

研究了基于硅光电倍增管(SiPM)双端读出的面积为10 cm ×10 cm的薄塑料闪烁体探测器的时间性能。239Pu放射源测试结果显示:(1)在多支SiPM串连读出方式下，随着SiPM数量的增加，探测器时间分辨逐渐变好；(2)在固定12支SiPM数量不变的情况下，并联支路越多，探测器时间分辨越差；(3)采用快时间塑料闪烁体并增加其厚度，可有效提高探测器时间分辨；(4)采用比束斑尺寸更大的塑料闪烁体，可有效提高探测器时间分辨的位置均匀性；(5)对于1 mm厚的EJ232塑料闪烁体探测器，在单端12支SiPM串行连接的情况下，可获得好于131 ps的时间分辨。这一研究对RIBLL2起始时间探测器的升级改造具有重要的指导意义。     

聚变反应历程测量系统研制及应用

为了测量惯性约束聚变实验中的聚变反应时间过程,研制了一套时间分辨优于40 ps的聚变反应历程测量系统.该系统由闪烁体及鼻锥部分、光学系统和条纹相机系统三部分组成.其中闪烁体将中子信号转换为可见光信号,光学系统则将闪烁体的发光信号成像在条纹相机上进行记录.为得到信号与入射激光的时间关系,还将时标引入了条纹相机进行记录.在...     

有机锡化合物掺杂聚乙烯基甲苯基塑料闪烁体的制备、光学和闪烁性能EI北大核心CSCD

传统的塑料闪烁体由于其低有效原子序数和密度,不适用于能谱探测领域。有机重金属化合物掺杂塑料闪烁体的制备为塑料闪烁体实现能谱探测提供了一种有效途径。而有机锡化合物掺杂塑料闪烁体具有高光峰灵敏度,并保留了塑料闪烁体的快衰减特性。本文通过自由基聚合的方法成功制备了不同浓度2-(三丁基锡烷基)呋喃掺杂的聚乙烯基甲苯(PVT)基塑料闪烁体,并对其光学和闪烁性能进行了测试和比较。其中掺杂20%2-(三丁基锡烷基)呋喃的PVT基塑料闪烁体的透光率可达90%,X射线激发发射光谱主峰位于425 nm处,光产额为6700 ph/MeV,能量分辨率为15.8%@662 keV,衰减时间约为4.3 ns。我们也制备了1英寸直径、掺杂20%2-(三丁基锡烷基)呋喃的塑料闪烁体,具有6300 ph/MeV的光产额和15.8%@662 keV的能量分辨率。     

强脉冲软X光辐照薄塑料闪烁体发光特性研究

 介绍了Z-pinch实验用软X光功率仪的测量原理，利用“强光一号”产生的强脉冲软X光对薄塑料闪烁体(Ø40 mm×0.1 mm)进行了辐照。实验中，采用两套软X光功率仪并安装在同一个大法兰面上，其中一套作为标准系统，参数保持不变，另一套系统的狭缝宽度逐渐增加，以改变软X光辐照到闪烁体上的能量通量密度。测量了软X光的辐射功率，由此计算得到在强脉冲软X光辐照下发光线性输出时能量通量密度下限，为1.47×10⁵ W/cm²，为以后在Z-pinch物理诊断中合理安排探测系统提供了实验依据，使诊断结果更加合理和准确。