Si-PIN探测器中子直照灵敏度研究

介绍了利用K600中子发生器进行Si-PIN探测器灵敏度标定的实验方法,并在实验中测出了Si-PIN探测器对14MeV中子的直照灵敏度。同时,利用MCNP模拟程序对Si-PIN探测器不同能量的中子直照灵敏度进行了理论计算,实验灵敏度处理结果和理论计算值较为一致。     

裂变靶探测系统中子灵敏度的理论计算

采用文献提供的裂变碎片在Si-PIN探测器中的平均能量沉积公式及修正系数,构建了狭缝外延式高灵敏裂变中子探测系统中子灵敏度的理论计算模型,通过Fortran程序进行了相关的理论模拟与数值计算.并与实测的中子灵敏度进行了比较.     

闪烁纤维中子探测器灵敏度研究

用蒙特卡罗方法研究了1种闪烁纤维中子探测器对不同能量中子和伽玛射线的相对灵敏度，并在实验室对几个能点的灵敏度进行了标定。实验结果表明：理论计算与实验标定的探测器能量响应曲线趋势基本一致，探测器对2．5MeV中子和1．25MeV伽玛射线的灵敏度比值为5．3。利用实验数据对计算值进行校正，可给出探测器能量响应全曲线。     

Si-PIN型X射线探测器灵敏度的MC模拟

在能量色散X荧光仪设计过程中,探测器的尺寸、系统几何结构和目标元素等都涉及到探测器灵敏度的问题。论文从玻尔兹曼方程及电子输运Spencer-Lewis方程入手推导探测器灵敏度的理论计算公式,基于MCNP5模拟平台研究Si-PIN型探测器灵敏度变化规律。研究发现:Si-PIN型探测器灵敏度随探测器灵敏材料厚度的增加呈指数增长;随入射射线能量增加,其规律与探测效率曲线相同;当探测器与样品间的距离小于100 mm时,距离对探测器灵敏度的影响可以忽略。     

Si-PIN探测器特征参数的MCNP模拟

实验运用蒙特卡罗方法模拟X射线在Si-PIN探测器中的能量沉积。针对所选择的每个能量,改变Si-PIN探测器灵敏区厚度、半径,模拟出X射线计数率,从中选择出灵敏区最佳结构组合。并与DeBoer算法和Mcmaster算法的理论计算结果进行对比,结果表明MCNP5程序能准确地模拟X射线在Si-PIN探测器中的物理过程,且选取的灵敏区最佳组合具有较高的可靠性。     

Si-PIN硅条带探测器的电子学测试

采用电子学等效方法对所研制的Si-PIN条带探测器的基本性能进行测试。Si-PIN条带探测器是在—个硅基片上刻蚀多个条带探测器，常用于空间探测中的粒子方向测量。介绍了对Si-PIN条带探测器电子学等效测试方法和结果，重点探讨了条带之间的串扰问题。     

ST-401薄膜探测器γ灵敏度实验研究

伽玛灵敏度实验研究是ST-401闪烁薄膜探测器性能研究的一个重要组成部分.本文介绍了闪烁薄膜探测器的基本原理及其结构设计,并且在西北核技术研究所的钴-60标准辐射源上,对一系列薄膜厚度的闪烁薄膜探测器进行了伽玛实验标定,对实验数据的不确定度进行了分析.给出了伽玛射线灵敏度随闪烁薄膜的厚度以及随光电倍增管电压的变化曲线.     

用于电致冷Si-PIN探测器的掌上型电源系统的研制

介绍一套用于电致冷Si-PIN半导体探测器的掌上型电源系统的设计.系统采用集成电路方案与表面贴装元件(SMD)制作,具有体积小、重量轻、效率高、稳定性高、纹波噪声小和成本低等特点.内置可充电电池能维持一台XR-100CR型探测器工作7h以上,适合在各种基于Si-PIN探测器的现场X荧光分析系统中推广应用.提出了一种温控致冷电源的理论设计与实现方法,并对无变压器式、高稳定度、低纹波高压偏置电源的制作技术进行了讨论.     

LSO闪烁晶体探测器能量响应研究

应用蒙特卡罗与解析计算相结合的方法计算了一种LSO闪烁晶体探测器对不同能量中子和γ射线的相结灵敏度，分析了晶体长度对探测器灵敏度和γ／中分子分辨能力的影响，理论计算的灵敏度能量响应曲线与实验标定结果进行了比较，两者趋势基本一致。     

Si-PIN核辐射半导体探测器性能测量研究

为解决金硅面垒半导体探测器存在的漏电流较大、表面不可擦拭、受环境影响严重、使用稳定性较差等缺点,开展性能更优异的Si-PIN核辐射探测器研究具有十分重要的意义,可推动α、n、裂变碎片能谱测量等技术进步。论文介绍了离子注入与平面工艺相结合制作Si-PIN探测器的方法,对灵敏面积为20 mm×20 mm的Si-PIN探测器主要开展了I-V、C-V电学特性参数测量研究,开展了Si-PIN探测器对226Ra源α粒子的能量分辨率、能量线性响应研究工作。当反向偏压为2 043 pF时,探测器全耗尽时的漏电流为40nA、结电容为43pF,对α粒子的最佳能量分辨率为0.68%,探测器线性响应良好。     

测量放射性气体氙同位素的Si-PIN β探测器研制

大气中的放射性氙是全面禁止核试验条约组织重点关注的监测对象,提高放射性氙同位素的探测灵敏度和测量准确度是目前全面禁止核试验条约监测领域研究的前沿课题。本文研制了一种采用Si-PIN半导体制作的测量放射性气体氙同位素的β探测器,其对¹³¹Xe^m的129 keV内转换电子的能量分辨率达11.2%,远优于塑料闪烁体的能量分辨率;氙记忆效应非常小,仅为0.08%。Si-PIN β探测器的优异性能将提高氙样品测量分析的核素识别能力和测量准确度。     

偏置电压对Si-PIN探测器的性能影响

偏置电压对Si-PIN型半导体探测器将产生两方面的影响.偏置电压越高,结电容越小;另一方面,偏置电压越大,探测器的漏电流就越大.而探测器的结电容,漏电流是影响谱仪系统能量分辨率的最重要的因素.结合一些实验结果,从两个方面来讨论偏置电压对于由Si-PIN探测器构成的X射线谱仪能量分辨率的影响,以及探测器偏置电压的合理选取原则.     

Sensitivity of a new-developed neutron detector

We develop a kind of neutron detector, which consists of a polyethylene thin film and two PIN semiconductors connected face-to-face. The detector is insensitive to γ-rays. Its sensitivity to neutron has been calculated with MCNP program and calibrated by experiments, and the results indicate that the neutron sensitivity of the compensation detector will vary with polyethylene convel‘ter. The compensation PIN detector can be employed to measure pulse neutron in neutron and gamma mixture radiation field.     

用于Si-PIN探测器的无变压器式高压偏置电源

采用电荷泵、多倍压整流与串联高压稳压电路,设计一套无变压器式DC-DC变换电路,将单组 5V电源转换为Si-PIN探测器所需的 100V高压偏置电源。该电源具有体积小、功耗低、纹波小、温度特性和长期稳定性好等特点。     

基于Si-PIN探测器的电流型计数式α粒子测量

为解决基于Si-PIN探测器的传统计数型粒子测量系统在测量低强度脉冲辐射场时存在的计数率低和不能直接测量粒子时间信息的问题,提出了电流型计数测量方法。其原理是对电流型Si-PIN探测器在粒子入射时输出的脉冲信号进行线性放大和高速数字化,并使用数字信号处理算法进行数据分析以获得粒子测量信息。利用电流型Si-PIN探测器、电流型前置放大器和高带宽数字示波器组建了电流型计数测量系统,并在241 Am-244 Cm和239 Pu源上开展了α粒子测量实验。实现了脉冲幅度谱和粒子入射时间的联合测量,同时利用FIR及IIR型数字滤波器改善了能谱测量的能量分辨率。系统的最大计数率达2×106 s-1,适用于低强度脉冲辐射场测量。     

叠层式探测器响应函数的理论计算和实验验证

光子能谱是脉冲辐射场中的重要参数.叠层式组合探测器可用于测量脉冲辐射场光子注量谱,而组合探测器对各种不同能量的光子的响应函数是光子能谱解谱的基础.本文用MCNP/4C对其响应函数进行了模拟计算,并采用热释光探测技术对典型能量点的γ射线的响应函数进行了实验验证.结果表明,叠层式组合探测器响应函数的理论模拟值和实验测量结果在实验测定精度内符合良好.     

阵列式低功耗Si-PIN个人剂量仪设计

采用瑞士TEVISO的阵列式Si-PIN探测器探测X、γ射线;以低功耗PIC单片机为核心,设计了低功耗电源转换电路、一键开关机电路、按键与LCD显示、蜂鸣器等,并采用多种单片机软件设计方法降低功耗。该个人剂量仪具有脉冲计数、剂量当量率实时显示及存储,可查看测量时间与历史数据,报警阈值设置与报警等功能。