提高醋酸纤维素固体径迹探测器灵敏度的一个新途径

各种固体径迹探测器材料的灵敏度不同,其中以纤维素硝酸酯塑料(简称硝酸纤维素)最为灵敏,最好的可以记录能量达9.5兆电子伏的α粒子和700千电子伏的质子;其次为纤维素醋酸酯塑料(简称醋酸纤维素),在最佳情况下能记录能量不超过4兆电子伏的α粒子和能量为300千电子伏或略高的质子.由于醋酸纤维素在使用上有一定的优点,因此我们对提高它的灵敏度进行了研究.     

原子核乳胶的粒子分辨方法

本文研究了分辨各种低能粒子的乳胶方法：用控制灵敏度的方法分辨裂变碎片和α粒子;用稳定狲和红外线人工衰退法分辨α粒子和γ射线;提出了“混合分辨法”,使乳胶对于低能α粒子、氘核、氚核、质子既有较高的分辨本领又有足够的灵敏度．     

SiC-pn结二极管α粒子辐射效应

为了研究6HSiC材料制作的pn结二极管探测器的辐照特性,采用蒙卡程序模拟研究了4.3和1.8MeV能量的α粒子在辐照探测器中的物理过程。介绍了二极管探测器的工艺制作和物理参数,根据其结构建立了仿真模型,利用蒙卡程序进行了α粒子照射的仿真研究。研究结果直观地反映了α粒子在探测器中的输运情况。α粒子在探测器中的辐射效应主要是电离作用,电离产生的电子空穴对形成一定的分布。给出了α粒子在探测器中的电离能量损失分布及二极管探测器的电荷收集效率表达式。     

中能重离子反应中的多单元轻粒子阵列探测器

本文描述了一个能在中能(10—100MeV/u)重离子核反应测量中鉴别轻粒子、测量粒子多重性,并能给出轻粒子能量和位置信息的大立体角(θ:5°—20°,φ0°—360°)、多单元(36单元)阵列探测器.初步调试结果表明该探测器对轻粒子(p、α等)有较好的分辨.     

13.4兆电子伏的氘束所致U~(238),Th~(232)裂变块的角分布

一、引言 裂变碎块角度各向异性首先是在光致裂变实验中获得的。近年来,已经发表了许多有关各种入射粒子——中子、质子、氘核、氦离子以及重离子,在各种不同的能量下所致一些重元素之裂变碎块的各向异性和角分布的文章。     

质子、α粒子在水中的径迹结构

简述了一个模拟质子、α粒子的蒙特卡罗径迹结构模型，考虑了质子、α粒子在水中输运时的电离、激发等非弹性散射机制，模拟计算了质子、α粒子在水蒸气(密度为1g／cm^3)中的径迹，质子、α粒子的能量范围为0．3—5MeV／u．考虑了产生的大量低能电子(能量下限为1eV)在水介质中的输运．计算得到的射程、径向剂量等参数，与实验数据符合得较好．     

提高醋酸纤维素塑料固体径迹探测器灵敏度的一个新途径

已知在蚀刻溶液中加入氧化剂可以使醋酸纤维素固体径迹探测器增敏,但效应不够强。为了寻求更为有效的增敏方法,我们提出了催化氧化增敏的假设,在此假设的指导下,我们发现铜盐可以催化次氯酸根的氧化增敏作用,并且找到了能显著提高醋酸纤维素材料灵敏度的蚀刻条件,从而使它能够记录能量高于9.5兆电子伏的α粒子和能量为750-800千电子伏或略高的质子,即其灵敏度已超过已知最灵敏的醋酸纤维素塑料固体径迹探测器。     

氘核基态波函数的数值解

氘核是由一个质子和一个中子组成的弱束缚态。由于中子不带电,因而氘核中的质子和中子间没有库仑相互作用,只有核力。研究氘核的性质对于进一步研究核力的性质具有非常重要的意义,氘核基态波函数对于构造氘核折叠光学模型势具有非常重要的意义。本工作基于氘核基态的相关性质利用数值计算的办法来求解氘核基态波函数。     

基于4H-SiC的高能量分辨率α粒子探测器

为突破传统半导体核探测器耐高温与抗辐照性能不足的瓶颈,采用4H-SiC宽禁带半导体材料研制了4H-SiC探测器,并研究其构成的探测系统对α粒子的能量分辨率和能量线性度。所研制4H-SiC探测器漏电流低,当外加反向偏压为200V时,其漏电流仅14.92nA/cm2。采用具有5种主要能量α粒子的226 Ra源研究其构成的探测系统对α粒子的能量分辨率,获得4H-SiC探测系统对4.8~7.7 MeV能量范围内α粒子的能量分辨率为0.61%~0.90%,与国际上报道的高分辨4H-SiC探测系统能量分辨率一致。同时,实验结果表明:4H-SiC探测系统对该能量范围内α粒子的能量线性度十分优异,线性相关系数为0.999 99。     

基于4H-SiC的高能量分辨率α粒子探测器北大核心CSCD

为突破传统半导体核探测器耐高温与抗辐照性能不足的瓶颈,采用4H-SiC宽禁带半导体材料研制了4H-SiC探测器,并研究其构成的探测系统对α粒子的能量分辨率和能量线性度。所研制4H-SiC探测器漏电流低,当外加反向偏压为200V时,其漏电流仅14.92nA/cm2。采用具有5种主要能量α粒子的226 Ra源研究其构成的探测系统对α粒子的能量分辨率,获得4H-SiC探测系统对4.8~7.7 MeV能量范围内α粒子的能量分辨率为0.61%~0.90%,与国际上报道的高分辨4H-SiC探测系统能量分辨率一致。同时,实验结果表明：4H-SiC探测系统对该能量范围内α粒子的能量线性度十分优异,线性相关系数为0.999 99。     

~(12)C ~(64)Ni反应中的轻带电粒子能谱分析

报道了入射能量为69和56MeV时对P、D、T、~3He和α五种轻粒子产物所测得的角分布、E_(c·m)-θ_(c·m)平面双微分截面等高图及在速度表象中的洛仑兹不变截面等高图。用有两个粒子发射源的运动源模型计算可较成功地拟合质子能谱,所提取的快速源的速度和温度与已发现的系统化规律值相符。将α、~3He和D等组合粒子的测量能谱与结合模型(Coalescence model)的计算进行了比较,这些产物的非平衡组分可满意地被结合模型解释。     

金刚石膜α粒子探测器的电学性能研究

从外加偏压、预辐照处理等方面对三明治结构金刚石膜探测器在α粒子辐照下的电学性能进行了研究.电流-电压特性和脉冲高度分布测试和分析表明，金刚石膜探测器在能量为5.5MeV的²⁴¹Am α粒子辐照一定时间后，其暗电流有所增加.探测器顶电极施加负偏压时，在α粒子辐照下得到的净电流和信噪比均较大.Raman光谱测试表明，造成上述现象的原因很可能是金刚石膜厚度方向的不均匀性分布.负偏压下探测器对α粒子的能量分辨率为25.0%，优于正偏压下的能量分辨率(38.4%).随着α粒子辐照时间的延长，探测器的净电流和电荷收集效率均有明显增加. 关键词： 金刚石薄膜 辐射探测器 电学性能 脉冲高度分布     

基于反角白光中子源次级质子的探测器标定

目前国内外的质子标定终端较少,且普遍为单能质子束流.基于中国散裂中子源的反角白光中子源的eV—200 MeV中子能量区间的白光中子束流,以及中子与氢的~1H(n, el)反应,可以获得宽能谱的能量连续次级质子.利用1 GSps采样率、12 bit的波形数字化获取系统采集探测器输出波形信号,通过对波形信号的分析,得到中子及反冲质子的飞行时间,进而得到反冲质子的动能.利用该方法得到的质子,为探测器质子标定等研究提供了新的研究平台.在该研究平台已经开展了带电粒子望远镜的标定实验.研究了CsI (Tl)探测器不同的信号读出方式对望远镜的DE-E二维谱、幅度-质子动能二维谱等粒子鉴别方法得到的粒子鉴别的效果,得到了较优的探测器信号读出方案.该研究为带电粒子望远镜的建设提供了实验依据,也说明了基于反角白光中子源的宽能谱质子标定的可行性.     

高能质子单粒子翻转效应的模拟计算

在分析质子与硅反应的基础上,提出质子单粒子翻转截面理论计算模型,建立了模拟计算方法.计算得到了不同能量的高能质子在存储单元的灵敏区内沉积的能量.指出高能质子主要通过与硅反应产生的重离子在存储单元灵敏区内沉积能量,产生电荷,导致单粒子效应,得到了单粒子翻转截面与质子能量以及随临界电荷变化的关系.并将计算得到的单粒子翻转截面与实验数据进行了比较.     

基于Geant4的α粒子能谱模拟研究及软件设计实现

为进一步发展基于蒙特卡罗模拟方法的α粒子能谱探测参数优化技术,利用PyQt5设计一款调用蒙特卡罗模拟程序包Geant4进行α粒子能谱模拟研究的软件。一方面,建立了测量α粒子的钝化离子注入平面硅探测器（Passivated Implanted Planar Silicon）物理模型,根据实际α粒子测量条件对模拟的物理过程、模型材料及粒子源几何形状、成分等参数进行校正,结合PyQt5界面开发平台将粒子源参数、探测器参数修改等功能可视化。在多个探源距和不同真空压强条件下进行模拟实验,得到该模型的探测效率,并将获取的能量沉积成谱后,通过EMG-Landau响应函数模型展宽。另一方面,为验证该探测器模型的准确性,将模拟结果与实测结果的探测效率进行对比,实验结果表明,两者探测效率误差均在5%之内,且EMG-Landau响应函数模型展宽效果良好。本文研究结果验证了该Geant4模拟软件在α粒子能谱研究方面的可靠性,该软件可直观修改α粒子能谱测量条件,简化了模拟步骤,提高了模拟效率,为基于蒙特卡罗模拟方法的α粒子能谱探测参数优化技术提供了有力工具。     

高能α-α碰撞中产生粒子的多重数分布

我们在多次碰撞模型的框架下,分析了在核子-核子质子系中总能为S_NN=31.2GeV的α-α碰撞中产生的带负电荷的粒子的多重数分布,投射核子在通过靶核时损失能量,损失的能量用于产生粒子的概念在计算中明确考虑.理论结果能较好符合实验.     

质子和α粒子在铝材料中传输的Monte Carlo模拟

为了检验应用在极紫外(EUV)波段空间太阳望远镜上Al滤光片在空间辐射环境下透过率的变化情况,我们模拟部分空间太阳望远镜运行轨道的辐射环境,应用Monte Carlo(M-C)方法对Al材料进行低能量的质子和α粒子辐照损伤模拟,计算给出了质子和α粒子辐照对Al材料产生的缺陷、电离以及声子等辐照效应,最后对结果进行了比较和分析,从而预测质子和α粒子辐照对Al滤光片性能和使用寿命的影响.     

高能质子-质子碰撞中反物质产生的能量依赖性

用部分子和强子级联模型与动力学约束相空间组合模型模拟高能质子-质子碰撞,得到反粒子和粒子的比值及相关数据,研究了高能质子-质子碰撞中反物质产生的能量依赖性。研究发现:在高能质子-质子碰撞中反粒子和粒子的比值随着质心能量的增加而增加;当质心能量大于200 Ge V时,其比值逐渐趋近1;而不同的正反粒子的平均横动量随着质心能量的增加都快速增加。我们用模型模拟得到的结果与已有的STAR、ALICE等实验组的数据基本一致。     

纳米静态随机存储器质子单粒子多位翻转角度相关性研究

器件特征尺寸的减小带来单粒子多位翻转的急剧增加, 对现有加固技术带来了极大挑战. 针对90 nm SRAM(static random access memory, 静态随机存储器)开展了中高能质子入射角度对单粒子多位翻转影响的试验研究, 结果表明随着质子能量的增加, 单粒子多位翻转百分比和多样性增加, 质子单粒子多位翻转角度效应与质子能量相关. 采用一种快速计算质子核反应引起单粒子多位翻转的截面积分算法, 以Geant4中Binary Cascade模型作为中高能质子核反应事件发生器, 从次级粒子的能量和角度分布出发, 揭示了质子与材料核反应产生的次级粒子中, LET(linear energy transfer)最大, 射程最长的粒子优先前向发射是引起单粒子多位翻转角度相关性的根本原因. 质子能量、临界电荷的大小是影响纳米SRAM器件质子多位翻转角度相关性的关键因素. 质子能量越小, 多位翻转截面角度增强效应越大; 临界电荷的增加将增强质子多位翻转角度效应.     

12C+64Ni反应中的轻带电粒子能谱分析

报道了入射能量为69和56MeV时对P、D、T、³He和α五种轻粒子产物所测得的角分布、E_c.m-θ_c.m平面双微分截面等高图及在速度表象中的洛仑兹不变截面等高图. 用有两个粒子发射源的运动源模型计算可较成功地拟合质子能谱, 所提取快速度和温度与已发现的系统化规律值相符. 将α、³He和D等组合粒子的测量能谱与结合模型(Coalescence model)的计算进行了比较, 这些产物的非平衡组分可满意地被结合模型解释.