塑料闪烁体β射线望远镜的能量刻度

建立了一台塑料闪烁体β射线望远镜并进行了能量刻度.利用一组端点能量从0.7MeV到6.1MeV的β^±发射体作为参考源,线性能量刻度的误差仅35keV.     

掺铈氟化钡闪烁晶体荧光特性的研究

测定了系列掺铈氟化钡闪烁晶体时间衰减特性和荧光的光谱成分.通过对实验结果的分析,表明掺有适量Ce⁺³离子的BaF₂晶体具有一些引人注目的性质,例如荧光发射谱从UV波段向蓝光红移,一种具有中等快的近蓝荧光成分(τ<80ns)完全取代了不掺杂的BaF₂的慢成分(τ～600ns)和特快成分(τ～800ps).该成分的光产额与不掺杂晶体两成分的光产额这和相当.它可能成为一种有广泛应用前景的新的闪烁晶体.     

光子在塑料闪烁体内的传输速率测量

选用90Sr-90Yβ放射源照射自制的塑料闪烁探测器,测量了光子在塑料闪烁体内部的传输时间,计算出传输速率和不确定度,为以后的核物理实验计算以及闪烁体参数测量提供相关数据参考。     

长方闪烁体镜反射光收集效率的解析计算

对γ射线探测器中狭长型塑料闪烁体镜反射方式下的光收集问题进行了研究。建立了一种光传输与收集的解析模型，并结合实例计算了光收集效率。     

北京正负电子对撞机本底辐射及高Z闪烁体辐照损伤研究

在北京正负电子对撞机上首次从粒子物理实验的需要出发开展了对撞区辐射本底的系统研究.发展了动态研究对撞区辐射水平的有效方法,能够灵敏地反映出对撞机不同工作状态下的本底辐射水平与其分布情况以及在对撞状态下随时间变化的规律.考察了国产BGO及BaF₂晶体在对撞机辐射环境中的抗辐照性能.     

位置灵敏塑料闪烁体谱仪

为了和科学前沿接轨,基于长塑料闪烁体,我们开设了ns量级时间测量的核物理教学实验:位置灵敏塑料闪烁体谱仪.当辐射的位置不同时,产生的荧光信号在闪烁体中传输的路径长度和传输时间就不同,所以长塑料闪烁体两端信号的时间差可以用来确定辐射的位置.该实验需要学生自己用示波器观察信号的特点,调节电子学插件的参数和时序关系,使学生在该实验中最大限度地学习使用和掌握示波器的用法.经过2013~2015年3年的教学实践表明,该实验是一个适合高年级本科生的实验.     

惯性约束中子测温的误差研究

综合分析了ＩＣＦ（惯性约束）中子测温系统的误差与其参数的关系，这些参数包括靶核温度，探测的中子数、靶到探测器的距离、探测器的响应函数以及闪烁体厚度等，考虑到中子与探测器的相互作用，探测器的响应与靶的烧蚀过程，在此基础上提出了新的统计误差计算方法，该方法对于改善中子测温的相对误差并应用于闪烁体的设计具有重要意义。     

闪烁体瓦片-光纤量能器的辐照损伤研究

本文描述了对SDC闪烁体瓦片-光纤量能器模型的辐照损伤研究.四个模型用北京正负电子对撞机的1.1GeV电子束累积辐照了6Mrad.测量了在模型的不同深度和不同累积剂量时的光输出,研究了辐照后模型的恢复过程以及辐照损伤对环境气体的依赖.     

长圆柱液体闪烁探测器n-γ甄别

我们研究了14.7MeV中子在中重核和C、Be等轻核上的弹性散射,角区为2°—10°范围.微分截面测量中,使用了φ50×80mm液体闪烁探测器.测量值与国内外最新发表值符合较好.本文着重介绍此长液体闪烁探测器n-γ分辨的调试及特性.     

用单能γ射线源校刻β塑料闪烁体能谱仪

本文介绍了一种简单、方便而又能精确刻度β塑料闪烁体能谱仪的实用方法.实验使用了₂₂Na、₁₃₇Cs、₅₄Mn和₂₀₇Bi等4个γ标准源对β塑料闪烁体能谱仪进行了精确的能量刻度,选取了β能谱仪对单能γ射线响应的康普顿能谱后缘的半高点作为能量参照点.并根据此结果分析处理了₉₀Sr-₉₀Y源的β能谱,其端点能量为2.298±0.90MeV.     

同步辐射标定闪烁体探测器灵敏度

利用上海同步辐射光源BL13W1光束线开展了闪烁体探测器的灵敏度标定方法的研究。对光源的高次谐波以及闪烁体探测器的工作线性动态范围进行了实验研究,在此基础上建立了一种新的同步辐射标定闪烁体探测器灵敏度的方法。通过对实验结果的理论拟合,得到与放射源方法相符合的灵敏度数据,验证了方法的准确性,提高了标定数据的精度。     

测量离子束横向截面的闪烁体屏的热分析

针对基于闪烁屏-CCD(电荷耦合元件)相机的氘离子束横向强度分布测量系统,利用ANSYS软件模拟计算了在直流及脉冲模式下,能量100 keV、束斑直径3 mm氘离子轰击造成的Al₂O₃, SiO₂以及锗酸铋(BGO)三种候选闪烁体材料的表面温度变化。结果表明,在30 μA的直流氘离子束轰击下,闪烁体表面温度随辐照时间急剧地升高。持续时间10 min的氘离子束轰击将使三种材料前表面的温度分别升高131,234和649 ℃。对于峰值流强30 μA、重复频率1 Hz、脉宽5 μs的重复频率脉冲氘离子束,每个脉冲引起的三种闪烁屏表面的温度升高均小于0.05 ℃,且长时间的离子辐照基本不会造成闪烁屏的表面温度有明显的升高。对于脉宽5 μs的单脉冲氘离子束,三种材料的表面温度均随离子流强近似呈线性地增加。在单脉冲模式下,Al₂O₃,SiO₂以及BGO闪烁屏能允许的最高离子流强分别为2.32,1.08和0.72 A,超过此流强其表面温度将达到熔点。     

可用于激光核聚变的闪烁中子探测器

在当前激光核聚变实验中,中子集中在短时间内出现、且产额低。为适应这种特点,要求探测器的效率高,分辨时间短。利用闪烁中子探测器探测激光核聚变所产生的中子,能测定中子产额,记录中子能量,而且探测效率高,分辨时间短。缺点是易受γ射线、X射线的干扰。     

脉冲硬X射线能注量测量系统结构设计

确定了利用全吸收法测量硬X射线能注量的技术方案,阐述了能注量测量的基本原理。结合实际测量环境,选择光电管和高密度硅酸镥闪烁体作为测量系统,分析了各个测量组件参数的影响因素。利用蒙特卡罗程序模拟了硬X射线在闪烁体中能量沉积的轴向分布,并计算了光子的透射率,据此确定了硅酸镥闪烁体的厚度为20 mm。完成了准直系统和电磁屏蔽系统的设计,增加了信噪比。     

低能中子探测的GEANT4模拟研究

研究了GEANT4蒙特卡罗模拟程序在低能中子核反应中应用的可行性, 新版的GEANT(4.9.4版本)升级了老版本在模拟6Li(n, α)3H核反应道的不足, 并且加入了最新截面数据库。 对多个核反应道进行了研究, 模拟结果显示核反应截面、 次级粒子能量和反应的分支比等是正确的; 比较了掺6Li材料热中子探测效率的实验结果与MCNP和GEANT4模拟结果, 它们基本一致。 研究表明, 利用GEANT4研究6Li(n, α)3H是可行的, 这为进一步研究闪烁体中子探测器的位置分辨率模拟提供了有力支持。 The feasible study of Monte Carlo simulation of low energy nuclear reaction was performed based on GEANT4. The reaction channel 6Li(n, α)3H, simulated insufficiently in the old version Geant4, can be given correct results in the new version (version 4.9.4). New cross section library was added into the program. The study of several nuclear reaction channels shows that the cross sections, the secondary particle energies and the branching ratios are consistent with the experimental values. For doped 6Li materials, the comparison of thermal neutrons detection efficiencies of experimental results, MCNP and GEANT4 simulations, shows that the simulations are reasonable. From the studies above, it is feasible to simulate the 6Li(n, α)3H reaction with GEANT4. It will provide helpful information for the further study of the position resolution of scintillation neutron detector.     

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.     

闪烁体材料MBPO_5∶Ce(M=Ca,Sr,Ba)的制备及光谱性质

报道了Ce3+掺杂的碱土金属硼磷酸盐的制备、结构和光谱性质。在助熔剂的作用下,用高温固相反应法制备了MBPO5 (M=Ca,Sr,Ba)样品,并在还原气氛下成功地实现了Ce3+的掺杂。用X射线衍射(XRD)和傅里叶红外吸收谱(FT IRspectra)表征了样品的结构。X射线衍射结果表明,产物为六方相的菱硼硅铈矿(Stillwellite)结构。FT IRspectra给出了BO4、PO4 等基团的信息。测量并分析了材料在室温下的真空紫外紫外(VUV UV)激发光谱及相应的发射光谱。在紫外光的激发下,观察到Ce3+的5d→2FJ(J= 7 /2, 5 /2)的发射,分析了基质晶格对Ce3+的激发和发射谱的影响,并测量了BaBPO5 基质中Ce3+的发光寿命。     

液体闪烁体衰减长度和光产额的测量

简要介绍了用于反应堆中微子实验的液体闪烁体的成分, 描述了液闪衰减长度和光产额的测量原理、方法、装置及过程, 给出了不同配比的液闪的光产额和衰减长度的测量结果, 并对液闪光产额和衰减长度的性能及影响因素进行了研究. 测量结果表明, 这些液闪可以满足中微子实验的需求.     

硅酸镥γ图像转换屏荧光弥散特性研究

分析LSO无机闪烁晶体中荧光弥散的原理。采用蒙特卡罗方法,将荧光弥散分为γ光子在LSO闪烁体中转化为次级电子并沉积能量,以及沉积能量转换为荧光光子在闪烁体中输运2个过程进行模拟。其中,前一过程采用MCNP蒙特卡罗程序模拟,后一过程的模拟计算由自编蒙特卡罗程序实现。给出了闪烁体的点扩散函数,计算结果与刀口法实验测量得到的点扩散函数相吻合。采用该方法计算了不同入射γ射线能量和各种厚度闪烁体下的点扩散函数。数据结果表明:点扩散函数的FWTM(full width at tenth maximum)随着γ射线能量的增大先减后增,并逐渐趋于稳定,还随着闪烁体厚度的增加而逐渐增大,文中给出了呈现这种变化规律的原因。