基于塑料闪烁光纤阵列的γ射线位置灵敏探测器数值模拟

基于蒙特卡罗的模拟方法,设计了一个基于塑料闪烁光纤阵列的γ射线位置灵敏探测器并对其性能进行了系统的研究。分析了该探测器在高能γ粒子辐照下的康普顿散射特性和圆形塑料闪烁光纤的能量泄漏情况,发现随着入射能量的不同,康普顿边缘峰值也相应变化,并且和入射光子能量一一对应。考虑阵列间粒子串扰的情况下,利用此特性得到该位置灵敏探测器在0.8~7.0 MeV的γ入射能量下,能量分辨率和空间分辨率分别能够达到10%和cm量级。但由于闪烁光纤原子序数较低,在较高能区的探测效率也较低,只有15%左右或更低。这就使得利用闪烁光纤阵列探测器不能同时满足较好的空间分辨率和能量分辨率,两者出现一定的矛盾。     

利用康普顿后向散射产生X光源的研究

利用高能电子对电磁波的康普顿后向散射可以获得波长短、方向性好的X光辐射,这种具有亮度高、发散角小、光子能量可调等特点的辐射,有很好的应用前景。由于电子对电磁场的散射截面很小,要获得较高强度的辐射,不仅要求很强的电磁场作为散射场,而且要求电子束的亮度高;利用光阴极RF腔注入器及30MeV射频加速器产生的30MeV电子束同Nd:YAG激光光腔中的强光场作用,可以获得较高强度的康普顿后向散射,其波长为0.07~0.14nm,发光本领可以达到2.5×1011光子/s。     

盐溶液中康普顿散射光子数与溶液浓度与的关系

研究了一些盐溶液的康普顿散射。首先根据康普顿散射理论导出了溶液浓度与散射光子数之间的线性关系，接着由几种盐溶液的康普顿散射实验证实了这个关系。分析这些实验数据后，发现直线的斜率随着碱金属和碱土金属氯化物盐溶液阳离子原子序数的增加而下降。基于康普顿散射光子数与溶液浓度之间的线性关系，提出了一种新的非接触式的测定盐溶液浓度的方法。     

辐射照相系统中转换屏的分辨率研究

 在高能X光辐射照相系统中，通常使用闪烁体材料的转换屏将X光转换为可见光进行探测。建立了转换屏空间分辨率的计算模型，模拟了转换屏的空间分辨率随屏的厚度、材料及X光子能量的变化关系，为系统的设计提供了参数。     

Maxwellian Averaged Neutron Capture Cross Sections in 56Fe and 57Fe

Measurements of the keV-neutron capture cross sections and radiative γ-ray spectrum of 56Fe and 57Fe are performed based on a 7 Li（p,n）7 Be reaction neutron source. The incident neutron spectrum on a capture sample is measured by means of a time-of-flight （TOF） method with a 6Li-glass detector. The radiative capture 7-rays emitted from an iron CS Fe or 57 Fe） or standard gold （197Au） sample are detected by a large anti-Compton NaI（TI） spectrometer covered with a heavy shield. The capture yields of samples are obtained by applying a pulse-height weighting technique to the corresponding capture γ-ray pulse-height spectrum. The Maxwellian averaged neutron capture cross sections of 56Fe and 5T Fe are derived according to the present capture cross section results.     

Experiment studies on the polarized gamma-rays generation at KEK-ATF

Polarized positrons can be created through electron-positron pair creation from circularly polarized gamma-rays. Laser-Compton scattering is an effcient method to generate circularly polarized gamma-rays. A high finesse 2-mirror optical stacking cavity had been installed on the straight section of the electron storage ring at KEK-ATF. A 1064 nm circularly polarized pulsed laser beam was stacked in the cavity. Polarized gamma-rays with a maximum energy of 28.3 MeV were produced via inverse Compton scattering of the enhanced laser pulse off an electron beam of 1.28 GeV. The number of generated gamma photons per collision was estimated by a photon detector. It was found that the experimental result was in agreement with the simulated value.     

X-射线荧光分析散射幂函数法的原理及其应用Ⅱ.非相干散射

本文在较宽的基体原子序数变化范围内研究了非相干散射随基体吸收系数的变化规律,发现存在一种幂函数关系,而传统散射内标法所假定的反比关系仅在较窄的轻元素范围内存在.实验证实了这种理论规律的存在.提出了用康普顿散射幂函数法校正基体吸收效应的新方法.列举了幂函数法在地质样品中锶的测定实例,证明该法在宽的基体组成范围内比传统的散射内标法适应性强.     

上海激光康普顿散射伽马源的发展和展望

激光康普顿散射(Laser Campton Scattering, LCS)光源,是一种基于相对论电子束与激光光子相互作用的新型X-ray或Gamma-ray光源。它具有能量高、波长短、脉冲快和峰值亮度高的特性,已成为国际先进光源技术的重要选项之一。本文介绍了激光康普顿散射光源的产生原理、国内外发展现状以及目前国际上运行和在建的激光康普顿散射光源装置,其中重点介绍了上海光源二期正在建设的上海激光电子伽马源(Shanghai Laser Electron Gamma Source, SLEGS)装置,以及在这一光源装置上可以开展的核物理、核天体物理、核废料处理及核医学应用等研究。随着上海软X射线自由电子激光试验装置(Soft X-ray Free Electron Laser, SXFEL)升级为用户装置,以及未来十三五国家重大科技基础设施-硬X射线自由电子装置(Shanghai HIgh repetition rate XFEL aNd Extreme light facility,SHINE)的建设完成,基于直线电子加速器(LINear ACcelator, LINAC)的康普顿散射光源的伽马能量将会达到GeV量级的高能量。超短脉冲、高极化度、高通量的激光康普顿散射光源将迎来新的发展机遇,基于康普顿伽马光源的核物理、天体物理、粒子物理及应用基础研究也必将迈上一个新台阶。     

利用虚光子和康普顿散射对同步辐射的分析

 从虚光子的康普顿散射出发,给出了一种对同步辐射进行解释的新理论。当带电粒子在加速器中做圆周运动时,加速器的磁场可以看作周期静磁场,可以等效为虚光子。当该虚光子与加速器中运动的带电粒子发生康普顿散射时,就会转换为实光子辐射出去。给出了同步辐射实光子的波长的计算公式,并从合肥国家同步实验室和北京同步辐射装置的峰值特征波长以及斯坦福直线加速器中心的 E_c/ E_e³值、强磁场中子星极区的同步辐射等方面验证了该公式的正确性。     

γ射线在大气中产生康普顿电流的快速计算方法

康普顿电流是激励核电磁脉冲的主要机制。为了提高核电磁脉冲数值模拟中射线产生康普顿电流过程的计算效率,发展了一种射线在均匀大气中产生康普顿电流的快速计算方法。首先通过计算康普顿电子在出射方向上的衰减特征,得到在电子出射方向净电子流与其射程和出射距离的拟合关系,然后结合康普顿散射微分截面,给出单能射线在大气中产生的康普顿电流密度的解析数值计算方法。和蒙特卡罗程序的计算结果比较,用该方法计算得到的电流密度值差异在10％以内,计算速度提高两个量级以上。该计算方法可用于大气中康普顿电流的快速估算。