对γ不灵敏的PIN脉冲中子探测器

将PIN半导体制作成特殊组合结构的PIN脉冲中子探测器,利用三通道装置产生的γ脉冲和中子发生器DT反应产生的14MeV中子脉冲对探测器进行了研究.结果表明:PIN脉冲中子探测器对脉冲γ辐射不灵敏,对脉冲中子辐射的灵敏程度依赖于中子辐射转换靶,探测器的信噪比达到30∶1,是一种在中子、γ混合脉冲辐射场中测量脉冲中子的新型探测器     

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     

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.     

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.     

基于微通道板的中子探测器γ射线灵敏度

研制了一种基于微通道板的超快脉冲中子探测器,对其γ射线灵敏度进行了理论和实验研究。建立了探测器的γ射线灵敏度理论计算模型,利用蒙特卡罗方法模拟计算了不同能量γ射线在不同厚度聚乙烯靶中产生的出射电子能谱和出射角度分布,并结合经验公式计算了单个电子在微通道板(MCP)孔道中产生的二次电子产额,最后得到了探测器的γ射线灵敏度,结果表明当聚乙烯靶厚度大于某一值时,γ射线灵敏度基本相同。利用西北核技术研究所的标准γ射线放射源对探测器的γ射线灵敏度进行了实验标定,实验结果与理论计算结果一致。     

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     

一种对中子相对不灵敏的大动态脉冲γ辐射探测器

使用CeF₃闪烁体配以CHT3,CHT5型大线性电流光电倍增管,组合成光电探测器.实验测量表明:CeF₃光电探测器对⁶⁰Coγ灵敏度约为常规塑料闪烁体ST401探测器的0.5—0.6倍,而对于脉冲DT中子,CeF₃探测器灵敏度相对于同尺寸闪烁体ST401探测器的灵敏度低约1个量级,探测器线性电流大于1.5A,暗流小于10nA,是一种对中子相对不灵敏的大动态脉冲γ辐射探测器.     

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.     

狭缝式裂变探测系统的中子灵敏度解析计算方法

 利用基于解析公式的理论方法来计算狭缝式裂变探测系统的中子灵敏度。采用积分和泰勒展开法推导了铀裂变材料在中子作用下产生的碎片数目及PIN探测器接收碎片的概率,并得到该系统的中子灵敏度理论计算公式。在D-T中子源上对该探测系统的中子灵敏度进行了实验标定,并将实验结果与解析公式计算得到的理论值进行比较。结果表明：理论计算值与实验结果保持一致,两者之间的偏差小于10%。     

GaAs:Cr探测器对聚变脉冲中子诊断的灵敏度研究

 介绍了国产GaAs:Cr光电导探测器(简称PCD)在DT聚变中子辐射脉冲测量中的应用，利用PIN探测系统绝对测量结果，获得了GaAs:Cr PCD的14.1MeV中子直照灵敏度是1.5×10^-20C cm²/mm³，测量误差为±18%。此结果与理论预估和国外报道在误差内符合。     

电流型探测器单粒子灵敏度标定的原理及应用

 采用电荷模数转换记录单个脉冲电荷的方法,标定了单能射线在电流型闪烁探测器中产生的平均电流,从而得到其灵敏度。标定结果与传统的电流法在±8%的范围内一致。该标定方法准确度高,扣除本底容易,对标定源的强度要求也大大降低。加上飞行时间法,还可对粒子进行甄别,能在中子-γ射线混合场中将中子和γ射线的电荷贡献分开,得到探测器对每种射线单独的灵敏度。该方法适用于在单个脉冲电荷信噪比较高的场合下标定脉冲电流型探测器。     

A NEW KIND OF POCKET GAMMA-NEUTRON DOSERATE CHIRPER

In order to avoid unnecessary or unallowable exposure in the gamma-neutron mixed field, the radioactive-contact person should know the radiation environment at any time by himself when he is working. A new kind of pocket radiation doserate monitor (chirper) based on silicon PIN photodiode as detector is designed. It can be used to monitor the gamma doserate in the order of 1 mrem/h and the neutron doserate in the order of 10 mrem/h simultaneously. In this paper, the detector selection, the circuit design, the construction and the performance of the chirper prototype are described.     

反冲质子磁分析技术用于氘氚中子能谱测量研究

介绍了一种基于反冲质子法和磁分析技术的氘氚聚变诊断方法, 适用于稳态及脉冲条件下的等离子体温度、燃料密度和中子产额的精确诊断. 设计了小型的原理性装置, 磁分析器使用高性能钕铁硼二极永磁铁, 焦平面上使用CR-39固体径迹探测器或PIN探测器测量质子位置分布. 使用²³⁹Pu α 源对磁分析器进行了实验标定, 建立了配套的模拟程序. 利用蒙特卡罗方法模拟分析了装置整体性能, 并在K-400加速器上进行了中子实验研究.     

Effect of gamma energy, temperature and shelf life on the response of gamma and BD-100R neutron bubble detectors

The use of commercially available bubble detectors for gamma and neutron detection has been reported by several groups. We have carried out systematic investigations to study the response of gamma bubble detector as a function of energy, the effect of waiting time on sensitivity of BD-100R neutron bubble detector and the effect of shelf life on both types of bubble detectors. Our results show that the response of the gamma bubble detector is energy dependent. Waiting time of up to 260 hours for BD-100R neutron detector has no significant effect. Both the detectors have a limited shelf life. These factors must be taken into account while using these detectors.     

大面积PIN探测器性能参数实验测量

利用CFC-67型三通道γ源加速器测量了Ф50mm,Ф60mmPIN探测器的时间响应、线性电流及相对灵敏度,并与理论计算结果进行了比较,验证了实验结果的可靠性。Ф60 mm silicon PIN detector is a large area and high sensitive one which has been developed in near years. Using the type CГC-67 γ accelerator, the parameters of PIN detectors such as time response, linear current and relative sensitivity are measured. The experiment results are compared with the theory calculation. The PIN detector can reach high γefficiency of up to 10^-14-10^-16 C·cm2, the rise time is about 10 ns and the FWHM of the time pulse is about 35 ns. The γ efficiency of the PIN detector may provide the sensitive range between 10^-14-10^-16 C·cm^2 that scintillator ＋ photo tubes detecting system and scintillator ＋ photomul tiplier tubes detecting system is not developed.     

基于10B4C转换体的多层多丝正比室中子探测器模拟

随着国内高通量中子源及中子散射谱仪的快速发展,对高探测效率、高位置分辨、低伽玛灵敏度的位置灵敏型热中子探测器需求日益迫切。目前国际上中子散射谱仪大多数采用了基于3He的热中子探测器,由于当前3He价格昂贵,寻求3He替代型热中子探测器的相关研究任务紧迫。提出了一种基于10B₄C转换体的多层多丝正比室新型二维位置灵敏型热中子探测器,并利用蒙特卡罗模拟软件Geant4和Garfield++对其探测效率、位置分辨、n/γ抑制比等性能展开了详细的模拟研究。结果表明,当多丝正比室单元为40层,阈值为200 keV时,热中子（E=0.025 eV）探测效率可达到~54%,位置分辨为2.6 mm （FWHM）,n/γ抑制比为~107,可以满足大多数中子散射谱仪的需求,为此类探测器设计及实验研究提供了理论依据。As the development of high flux neutron sources and neutron scattering spectrometers in China, more and more neutron detectors with high detection efficiency, high position resolution, high time resolution and low gamma sensitivity are need ungently. 3He based neutron detector is one of the best options. Recently, because of the 3He gas shortage and its expensive price, we must find a new replacement of 3He. A two-dimensional position sensitive neutron detector based on multi-layer Multi Wires Proportional Chambers (mMWPC) with 10B₄C converter was proposed in this paper. The neutron detection efficiency, position resolution and γ compression were simulated with Geant4 and Garfield++. The results show that with 40 layers of neutron convertor, high themal neutron (E=0.025 eV) detection of~54%, best position resolution of 2.6 mm (FWHM) and high n/γ rejection ratio of~107 with the threshold of 200 keV can be achieved, which can meet the requirements of most spectrometers. This simulation results lay a good foundation for the next step of detector construction and test.     

个人中子剂量气泡探测器研制

中子固体气泡探测器被认为是唯一能够满足国际辐射防护委员会ICRP60要求的个人中子剂量计，它具有从低能中子到高能中子的平坦响应曲线和对γ射线不灵敏的优点.本工作将过热液滴均匀地分布在一种软聚合物中，制成了个人中子气泡剂量计,其灵敏度达到每毫雷姆40个气泡.还介绍了个人中子剂量气泡探测器的原理和制作过程.Neutron solid bubble detector was considered as a unique one for meeting the need of the personal neutron dosimeter recommended by International Committee of radiation protection,ICRP60.It has the flat response for neutron from low energy to high energy,and insensitive for gamma rays. In this work,superheated liquid drops were dispersed into a kind of soft polymer homogeneously.A personal neutron bubble dosimeter has been made,and the sensitivity reached to about 40bubbles/mrem.The principle and the processing procedure of bubble detector were also introduced in this paper.