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.     

硅探测器的数字化脉冲形状甄别

介绍了利用硅探测器的脉冲形状甄别进行粒子鉴别的原理。详细叙述了基于数字化方法的脉冲形状甄别的实现。采样频率和位数是数字化方法的两个重要参数。对于硅探测器信号,采用100 MS/s,12 bit的Digitizer可以满足脉冲形状甄别法对时间分辨的要求。同时对该方法粒子鉴别的特征和能量阈值做了简要的分析和对比。粒子背面入射硅探测器的所得的阈值低于正面入射的情况。例如对于氖周围的同位素,背面入射情况的阈值约为100 MeV,为正面入射情况下鉴别阈值的二分之一,相当与ΔE-E方法中ΔE探测器厚度约为60 μm情况下的阈值。最后定性讨论了硅探测器的电阻率不均匀性和沟道效应对粒子鉴别性能的影响。In this paper Pulse Shape Discrimination(PSD) for silicon detector has been briefly introduced. The emerging digital method successfully applied to detector signal processing makes digital PSD method one of the most promising particle identification methods. Sampling frequency and the number of bits are two key parameters of digital method. For silicon detector signal, adopting 100 Ms/s, 12 bit Digitizer can satisfy the time resolution requirement of PSD method. The identification characteristic and energy threshold of this method have been discussed and compared with both front injection and rear injection cases. Energy threshold with rear injection usually is much lower than that with front injection. For example, around for Neon isotope energy threshold with rear injection is about 100 MeV which is only half of the threshold with front injection, also equivalent to thickness of about 60 μm silicon detector threshold in ΔE-E method. At the end the impact of silicon detector's resistivity nonuniformity and channel effect on the identification capacity of PSD method has been discussed in detail.     

双通道闪烁探测器探测脉冲中子技术

主要介绍了一种用于进行脉冲中子波形和产额测量的闪烁探测器，它由双套独立探测系统组成，可靠性高，在没有脉冲中子的场合，为了检验探测器各通道是否正常工作，在电子线路部分增加了脉冲产生单元，通过脉冲产生单元的定时脉冲控制发光二极管周期性发光，这样可以实时监控探测器工作是否正常，并且监控信号不影响正常的中子脉冲波形。     

脉冲中子闪烁探测器的工程可靠性设计与提升

针对一种在复杂环境条件下进行脉冲中子探测的闪烁探测器,开展了一系列的可靠性设计、保证工作。在设计上通过双通道冗余备份、抗振设计等方式提升了探测器的固有可靠性。此外还采取可靠性建模及指标分配的方式明确了探测器各部件的任务可靠性目标,通过FMECA分析方法研究了探测器各部件的故障模式及其影响,确定了可靠性重要部件。通过运用环境应力筛选试验及可靠性强化试验,进一步提升了探测器的可靠性。经初步验证,采取上述可靠性设计保障技术的脉冲中子探测器,其任务可靠度可达到99.9%以上。     

液体闪烁体探测器测量皮秒激光脉冲中子源能谱

在星光Ⅲ实验装置上开展皮秒激光脉冲中子源实验,使用液体闪烁体探测器测得较好的中子信号,利用飞行时间法获得中子的能量/时间分布,通过示波器电压时间积分与阻抗之比得到不同能量段的电荷值。建立液体闪烁体探测器Geant4计算模型,通过实际打靶情况与标定情况下液体闪烁体探测器出光口收集到的可见光光子数之比,结合标定的灵敏度数据,获得液体闪烁体探测器对不同能量中子的灵敏度。计算得到源发射的中子能谱,能量在1 MeV以上的液体闪烁体探测器方向测得的中子产额为1.04108 sr-1。     

用于DPF装置中子测量的闪烁体探测器

介绍了一种用于等离子体焦点装置(DPF装置)中子波形测量的塑料闪烁体探测器,该探测器由ST401型塑料闪烁体、XP2262B型光电倍增管构成。利用银活化中子探测器和DPF装置对该塑料闪烁体探测器进行标定,确定其中子灵敏度为0.022 5 pC每中子,,中子产额测量范围达到109～1011每脉冲,可以满足DPF装置中子参数测量的需要。     

用于DPF装置中子测量的闪烁体探测器

 介绍了一种用于等离子体焦点装置(DPF装置)中子波形测量的塑料闪烁体探测器,该探测器由ST401型塑料闪烁体、XP2262B型光电倍增管构成。利用银活化中子探测器和DPF装置对该塑料闪烁体探测器进行标定,确定其中子灵敏度为0.022 5 pC每中子,,中子产额测量范围达到10⁹～10¹¹每脉冲,可以满足DPF装置中子参数测量的需要。     

用于中能重离子反应测量的塑料闪烁探测器阵列

描述了用于中能(10-100MeV/u)重离子核反应前角度(5°≤θ≤20°)测量的36单元phoswich闪烁探测器阵列.每个phoswich探测器单元由1mm厚的快塑料闪烁体NE102A和100mm厚的慢塑料闪烁体NE115组成,用传统的快、慢门控制的QDC积分方法,对Z=1-20范围的碎片得到了好的粒子鉴别,其粒子分辨能力Z/△Z～45.     

用于高分辨率 PET探测器的LSO闪烁晶体的研究

LSO晶体具有密度大光输出量强和衰减时间短的特性使其成为在PET探测器领域的应用潜在的闪烁晶体材料.按照辐射成象系统应用的性能要求我们对LSO晶体的闪烁特性进行了评价.为了获取较高的光输出量,研究和验证了许许多多的晶体表面的状况对光输出量的影响.对于单个LSO晶体和R5900-00-C12位敏管相耦合的系统,钠伽马射线源的511keV的能量峰处的能量分辨率为15%,时间分辨率为0.65ns,最后对三个LSO阵列分别成象验证了其空间分辨本领.     

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.     

NE213 闪烁体探测器中子探测效率模拟

应用FLUKA 软件包对NE213 液体闪烁体中子探测器的探测效率进行了蒙特卡罗模拟,通过Birks 公式将中子产生的次级粒子的能量沉积转化为相应的光输出。根据不同探测阈值对模拟得到的光输出进行积分处理,计算出给定能量下探测器的中子探测效率。将模拟得到的闪烁体光输出、中心探测效率和平均探测效率随中子入射到探测器前表面位置的变化与实验数据进行比较,结果显示,FLUKA 模拟结果与实验值符合得很好,这为中子探测器的设计提供了可靠保证。A NE213 liquid scintillation neutron detector was simulated by using the FLUKA code. The light output of the detector was obtained by transforming the secondary particles energy deposition using Birks formula. According to the measurement threshold, detection efficiencies can be calculated by integrating the light output. The light output, central efficiency and the average efficiency as a function of the front surface radius of the detector, were simulated and the results agreed well with experimental results.     

用于脉冲γ强度测量的φ60,1000μm PIN探测器

采用电阻率为10000—20000 Ω·cm的高阻单晶硅材料，研制成功灵敏区尺寸为φ60 mm，耗尽层厚度～1000　μm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. 关键词： 大面积 电流型 半导体探测器     

液体闪烁体探测器γ射线测量研究

利用几种单能γ源对BC501A型液体闪烁体探测器进行能量刻度, 以得到探测器对电子的光输出响应函数。 介绍了用蒙特卡罗模拟法确定康普顿边缘所对应的电子能量的方法, 得到的结果与用半高点确定康普顿边缘方法所得的结果做了比较。 利用德国PTB开发的PHRESP蒙特卡罗程序计算出液体闪烁体探测器对各种单能γ射线的光响应矩阵, 阐述了利用γ射线响应函数矩阵和γ射线的反冲电子谱求解待测γ能谱的原理, 对解谱的误差来源也进行了简要的分析。 The light output of the BC501A liquid scintillation detector for γ rays was calibrated by serial monoenergetic γ ray sources. The Monte Carlo simulation method to confirm Compton edge was described briefly. The result was compared with that obtained by the semi height method. The γ ray response matrix of BC501A liquid scintillation detector was calculated by the Monte Carlo code PHRESP from PTB. The method of using response function matrix and recoil electron spectrum to unfold γ ray energy spectrum was introduced and the error of unfolding spectrum was also briefly discussed.     

粒子脉冲形状甄别的向量投影法

文中根据多种粒子脉冲形状甄别(PSD)方法的特点,抽象其数学实质提出向量投影法,讨论了向量投影法的普适性,对其参数选择进行了详细的分析,并给出最优化的选择,文中还对α,γ粒子实测数据进行了计算,给出结果,证明了在合理参数的选择下,向量投影法可以得到最优的脉冲甄别效果.     

用于脉冲n/γ混合场γ强度测量的ICI探测器

研制成功一种基于康普顿效应, 用于脉冲裂变n/γ混合场γ强度绝对测量的新型辐射探测器—ICI(绝缘体－导体－绝缘体)探测器. 除具有现有真空康普顿和介质康普顿探测器时间响应快、线性电流大、抗辐射干扰能力强等优点外,该探测器从结构上抑制了真空康普顿在快脉冲γ测量中的前后负冲信号, 并且工作时不需要高真空, 而γ灵敏度却与同尺寸介质康普顿探测器相当. 由于其探测灵敏介质厚度小于2mm, 因而在群脉冲辐射探测中, 不会显著影响后续和周围探测器的 测量环境, 是一种探测脉冲γ射线较理想的探测器.     

NaI闪烁探测器测量感生放射性及其蒙特卡罗模拟

描述了如何使用蒙特卡罗方法评估产生在加速器屏蔽混凝土中的感生放射性. 使用EGS4程序模拟了NaI闪烁探测器测量屏蔽混凝土块表面剂量率时, 对于半径和厚度的响应. 结果发现,在屏蔽混凝土块半径和厚度分别达到40cm和30cm时, 表面剂量率达到饱和. 研究了东京大学SF回旋加速器北墙位置8和位置9的表面剂量率, 并和使用NaI闪烁探测器的测量结果进行了对比, 发现模拟和实验结果符合很好. 并且, 获得了表面剂量和表面感生放射性之间的转换系数, 对于⁶⁰Co转换系数为0.90(Bq·g^－1)·(μSv·h^－1)^－1, 对于¹⁵²Eu转换系数为1.26(Bq·g^－1)·(μSv·h^－1)^－1. 这样, 就可以通过NaI闪烁探测器表面剂量的测量结果简单评估加速器设备屏蔽混凝土中的感生放射性.     

暗物质寻找实验中CsI(Tl)晶体反符合探测器实验研究

一个正在建设的位于韩国Y2L地下实验室的低能暗物质探测实验中, 采用了CsI(Tl)晶体反符合探测器作为主动屏蔽体. 本工作对CsI(Tl)晶体反符合探测器的实验性能进行了研究. 通过FADC系统记录的脉冲波形数据, 研究了探测器的能量分辨率和波形甄别的能力; 研究相同能量γ射线入射到反符合探测器不同位置的相对光输出将有助于选择探测器的工作参数; 为了解晶体自身放射性对暗物质测量的影响, 利用低本底HPGe探测器对CsI(Tl)晶体内部的放射性进行了测量, 得到晶体内部Cs同位素的放射性活度. 探测器系统进行了约18d的试运行取数. 实验数据表明, CsI(Tl)晶体探测器的反符合效率约为31% HPGe探测器的本底计数率水平约为133cpd. 为了进行暗物质探测研究, 需要采取有效的方法进一步降低探测器的本底水平.     

脉冲硬X射线能注量测量技术

阐述了全吸收法测量脉冲硬X射线能注量的基本原理,选择了光电管配合硅酸镥(LSO)闪烁体作为探测系统的核心部件,研制了脉冲硬X射线能注量测量系统.利用该系统测量了"闪光二号"加速器产生的脉冲硬X射线强度,结合灵敏度的实验标定结果,计算得到了脉冲硬X射线的能注量.在连续5发次的实验中,能注量平均测量结果为35.9 mJ/cm2,根据实测剂量和能谱计算得到的能注量为39.8 mJ/cm2,两者的结果比较一致.     

实时离子探测器——塑料闪烁体性能的实验研究

利用静电离子加速器对实时离子探测器——塑料闪烁体的特性 (包括灵敏度、动态范围、能量响应, 及空间分辨等)进行了实验研究,并对闪烁体探测器与其他传统的离子探测器的特性进行了比较. 对闪烁体在激光等离子体实验的离子束诊断中的可能应用进行了探讨.塑料闪烁体的应用可满足高重复频率激光等离子体离子加速实验高效率运行的要求,为实验研究提供强有力的支持.