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.     

用于核天体物理实验的活性靶时间投影室

发生在中子星壳层内的丰中子熔合反应对中子星演化以及X射线超级爆等现象均会产生影响。受限于放射性束流强度和反应机制的复杂性，实验数据极其缺乏，难以有效约束理论模型。基于活性靶技术的时间投影室(Time Projection Chamber，TPC)将工作气体作为反应靶，具备近4$\pi$立体角接受度和三维径迹重建能力，能够实现对反应事件的全记录，显著提高了探测效率，大幅降低了熔合反应截面测量对束流强度的要求。我们研制了240路信号读出的TPC，并使用放射性束流16N对探测器进行了测试，探索了该实验方法的可行性和有效性。为了得到更加精确的反应产物径迹，对反应事件做出更好的筛选，进一步发展了1 024路信号读出TPC，并开展了12C+12C库仑位垒附近熔合反应截面测量实验，初步实验结果与已有实验数据符合较好。     

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.     

CsI(Tl)闪烁体探测器能量分辨率的研究

为提高高年级学生的实验动手能力和创新能力,激发他们对实验的兴趣和热情,我们开设了研究型的教学实验:Cs I(Tl)闪烁体探测器能量分辨率的研究.该实验需要学生自己包装制作Cs I(Tl)探头,自己动手搭建测试平台并测量Cs I(Tl)探头的能量分辨率.整个实验最大限度地发挥了学生对实验的参与度及动手实验的机会.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研究型实验.     

基于高纯锗γ谱仪的环境放射性测量

随着我国核电事业发展,人们对环境中的放射性问题越来越关注.基于高纯锗γ谱仪的环境放射性测量实验,提供了有效的途径让学生将核物理知识与日常生活中大家关心的环境辐射问题联系起来.该实验充分利用高纯锗γ谱仪对环境中γ放射性具有很好的能量分辨的特性,通过对伽马能谱的测量结果分析得到地球环境中放射性来源.这套探测系统需要学生通过调试各项参数找到谱仪的最佳工作状态,该过程让学生掌握高纯锗γ谱仪的工作原理和特性,为以后核物理领域科研工作打下基础;另外,通过对~(152)Eu和环境γ谱的分析学生会初步了解复杂γ谱的谱学分析方法.     

12C+13C在库仑位垒以下能区的熔合截面测量

深垒下能区的12C+13C熔合截面测量对检验天体中熔合反应外推模型具有很重要的意义。目前在库仑位垒以下能区存在的各种测量结果,都利用了统计模型来修正得到熔合截面,但对于这些方法间的系统误差仍没有很好地研究。实验采用离线活度测量的方法,在E_c.m.=4.4～5.8 MeV能区内对12C+13C熔合截面进行测量。经Hauser-Feshbach统计模型对分支比的修正后,熔合总截面由24Na活度推导出。通过本实验数据与其它实验方法获得的数据进行比较,确定了统计模型的系统误差为14%。The study of fusion reactions of 12C+13C at the deep sub-barrier energies is very important for the test of predictive power of the extrapolation models for nuclear reactions for astrophysics. Until now, all the measurements below Coulomb barrier energies have to use the statistical model calculations to estimate the branching ratios to deduce the total fusion cross sections. However, the systematic uncertainty induced by the calculated corrections has not been studied well. In this experiment, the fusion cross sections of 12C+13C have been measured using an offline activity measurement in the range of E_c.m.=4.4 to 5.8 MeV. The total fusion cross sections have been deduced from the 24Na activities after correcting the branching ratios estimated with the Hauser-Feshbach statistical model. Through the comparison between our result and other data obtained with other methods, the systematic uncertainty of statistical model has been determined to be 14%.