倾斜多丝正比室辐射状阴极条感应电荷重心读出的定位性能研究

本文针对倾斜多丝室辐射状阴极条的具体结构,研究了阴极面上感应电荷密度分布,给出了四或五根条取样时重心读出定位修正函数和相应的定位精度,用⁵⁵Fe X射线进行了定位测量,实验和理论符合得较好.     

多丝正比室的逃逸门技术

为进行空间硬X射线天文观测,研制了一个高空气球载的高压氙(Xe)多丝正比室硬X射线谱仪,采用了逃逸门技术.本文介绍逃逸门技术的原理,并描述该谱仪实现逃逸门技术的方法及实际性能.该谱仪在87年高空气球飞行观测中获得了有效的实验数据.     

多丝正比室视差效应改善方法

通过模拟研究,找到了一种采用非均匀电极高压来改善探测器视差效应的方法;考察了该方法对多丝正比室的电子收集效率、增益一致性等性能的影响。结果表明:该方法可以显著减小探测器的视差效应,不会影响探测器的电子收集效率,引起的阳极丝增益一致性的变化也基本不会对探测器的总体性能造成影响。     

低气压多丝正比室及其在放射性束流实验中的应用

介绍了为在放射性束流线上开展精确的散射和反应实验中,对入射束流的角度和有效数目等进行在线监测而设计制造的低气压多丝正比室.它透射性好,不干扰束流,并方便在真空环境中工作.测量表明,它的位置分辨率约0.5mm.对20—30MeV/u的低Z的放射性束流有着大于90%的位置探测效率,适用于中能次级束实验靶前的束流定位及在线监测,也可用在靶后测量出射带电粒子的角度.     

低气压双维位置灵敏多丝正比室的研制

描述了为在放射性束流线上开展核反应研究而研制的灵敏面积为50mm×50mm的双维位置灵敏的低气压多丝正比室,研制的低气压多丝正比室为穿透式,在真空中使用,工作气压为8mb,透射性好,不干扰束流,放射源测试结果表明,它的x,y方向的位置双径迹分辨为1mm,用放射性束流在束测试结果表明,对30—40MeV的低Z放射性束的探测效率大于80%,适用于中能次级束实验中入射束的定位和反应中产生的带电粒子出射角度的测量。     

多丝室工作于自猝灭流光模式下定位特性的研究

对多丝室运行于自猝灭流光(SQS)模式下的定位性能进行了实验研究.用两种不同的丝室结构,以Ar和CO₂的混合气体作为工作气体,在不同的CO₂含量比例及高压下测试了感应电荷信号在阳极丝周围电极上的分布.以阳极丝相邻电极上感应电荷的比来确定入射粒子在垂直阳极丝方向上的位置,分辨率σ_x好于350μm.由阴极面上感应电荷的分布,用重心法确定入射粒子在沿阳极丝方向上的位置,分辨率好于250μm.     

多丝正比室W–S阴极条两维读出方法研究

对一种简便的多丝室楔形一条形(W–S)阴极的感应电荷分布进行了详细的计算,制作了100×100mm²的丝室模型,用55FeX射线测量丝室的定位精度,并获得入射X射线的二维图像.     

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.     

基于LC延迟电路的双层多丝正比室的研制

描述了为兰州放射性粒子束流线（RIBLL Ⅱ）上测量束流径迹而研制的一种基于LC延迟电路的双层多丝正比室（MWPC）。该探测器的探测灵敏面积为100 mm×80 mm,位置信号由阴极丝引出并通过LC延迟电路读出。探测器由两套完整的多丝正比室组成,每套的阳极丝夹在两层平行的阴极丝之间,阳极丝和阴极丝相互垂直。两套阴极丝相互垂直给出入射粒子的二维位置信息。为了增大感应信号以提高探测效率,将每套位置对应的阴极丝合并成一路接入LC延迟电路。用55Fe-5.9 keV X射线源均匀照射探测器的灵敏区域,测试表明其具有良好的位置灵敏一致性。用X射线源通过准直狭缝扫描整个探测器的灵敏区域,得到X,Y层的位置线性度均好于0.999;其位置分辨（σ）分别为199.9 μm和154.0 μm,目前,该探测器已成功用于RIBLL Ⅱ的实验中。A double-layer Multi-Wire Proportional Chamber (MWPC) with 100 mm×80 mm active area has been developed for Radioactive Ion Beam Line in Lanzhou(RIBLL Ⅱ). The position information has been obtained by a LC delay circuit readout method. Being called of double-layer MWPC, it is composed of two full MWPCs, each consists of an anode plane sandwiched between two parallel cathode planes, anode wires and cathode wires are perpendicular to each other. In order to improve the detection efficiency, the cathode wires of corresponding position are combined to enhance inductive signal. The cathode wires of two full MWPCs are orthogonally placed to give two coordinates of the incident particles. The sensitivity uniformity is also found to be relatively good and the position resolution of X, Y direction are measured to be 199.9 and 154.0 μm using a 55Fe-5.9 keV X ray, respectively. The position linearity of X, Y direction are as good as 0.999 for whole sensitive area of the detector. The detector has been used successfully on the experiment at RIBLL Ⅱ.     

用于中国散裂中子源多功能反射谱仪的高气压多丝正比室探测器的研制

中国散裂中子源需要建设一台多功能反射谱仪中子探测器,满足在10年运行期间内,50%(@2A)以上的探测效率、好于2 mm的二维位置分辨、200 mm×200 mm的灵敏面积、3倍的n/γ分辨能力及良好的二维成像性能.基于此要求,探测器因此采用基于高气压~3He气体的多丝正比室,并以满足反射谱仪的探测效率、位置分辨、长期稳定工作和n/y分辨能力为目标进行探测器的设计.本文经过模拟和实验计算得出:以9 mm厚的铝合金入射窗、铝丝密封的高气压腔体和6 bar~3He+2.5 bar C_3H_8的工作气体的设计,可满足探测器对2 A中子10年运行期间内54%以上的探测效率要求;探测器对中子的位置分辨可达到1.4 mm左右;设计的气体净化系统,拥有2 L/min的气流速度可有效去除探测器内的负电性杂质气体,气体循环净化后可提高探测器约27%的气体增益,保证探测器长期稳定的运行;通过对~(252)Cf中子源的能谱测量和成像测量,得出探测器的n/γ分辨能力在5倍以上和均匀的成像结果.研制的探测器满足反射谱仪需求,并已在中国散裂中子源反射谱仪靶站就位联调.     

阴极适应多丝室电荷灵敏放大器的研制

电荷放大器是粒子描迹仪系统中一个重要组成部分,它的目的是把多丝正比室输出的弱电信号进行放大并处理为准高斯信号以供CIA(电流积分型ADC）电路进行数字化。整个电路主要包括放大、成型两个部分。可把不同幅度的输入脉冲放大成型为宽度600ns的准高斯波形。     

阴极适应多丝室电荷灵敏放大器的研制

 电荷放大器是粒子描迹仪系统中一个重要组成部分，它的目的是把多丝正比室输出的弱电信号进行放大并处理为准高斯信号以供CIA(电流积分型ADC）电路进行数字化。整个电路主要包括放大、成型两个部分。可把不同幅度的输入脉冲放大成型为宽度600ns的准高斯波形。     

多丝正比室

建成了一个灵敏体积310×110×176mm³的带有大漂移空间的多丝正比室,对于⁵⁵Fe的5.9keV X射线,能量分辨率22％。可作为3—30keV X射线的大面积高效率正比探测器。     

我所认识的夏帕克教授

 早在本世纪30年代,正比计数管就已经在高能实验物理领域得到了广泛的应用.为了获得大面积探测系统,可以把很多根正比计数管排列堆积起来,但这样太笨重了,而且受管子外壳的限制,空间定位精度也不可能高.于是人们就想是否可以去掉计数管的外壳,制成外壳内包含有很多根阳极丝,有公共阴极的“多丝正比室”呢?从1949年到1956年曾有不少人做过巨大的努力,也出现过类似目前的多丝正比室那样的装置.     

多丝正比室的气体放大

本文测量了多丝正比室的气体放大,将 Diethorn 关系式引入多丝正比室,并进行了实验验证.结果表明,对所研究的混合气而言,Diethorn 关系式也适用于多丝正比室.     

多丝正比室的电晕放电

本文测量了多丝正比室的稳定电晕放电区,观察到在这区域内的 Fe⁵⁵脉冲分布存在双峰现象,确定了多丝正比室一旦进入电晕放电区,对轻粒子的位置分辨本领随着消失.     

与BaF2耦合的低气压多步雪崩室

研究了以纯TMAE饱和蒸汽为工作气体的紫外光敏低气压多步雪崩室的性能.在几种温度下测量了两个不同结构的丝室的气体放大倍数.在40°C时得到丝室的增益为4×10⁵,时间分辨4.1ns.和BaF₂晶体耦合,成功地观测了¹³⁷Cs γ射线(0.661MeV)的信号.     

多丝正比室正电子照相机系统

本文描述了一个多丝正比室正电子照相机系统.它包括高密度多丝室γ射线探测器,电子学读出系统和计算机数据处理系统.获得了三维空间断层象,象素点阵64×64×16.