CZT探测器辐射性能实验研究

使用高电阻率CZT(碲锌镉)晶体制备了适用于脉冲γ辐射探测的探测器。通过在脉冲γ发生器和60Co放射源上开展实验,获得了CZT探测器的时间响应和1.25MeVγ辐射灵敏度。结果表明,CZT探测器较传统Si基PIN探测器有暗电流低、时间响应好、灵敏度高的优势,适用于低强度γ辐射脉冲测量。     

组合PIN脉冲中子探测器的能量响应

组合PIN脉冲中子探测器由一对PIN半导体和中子辐射体组成。理论计算了CH2和^235U分别作为中子辐射体的组合PIN脉冲中子探测器的灵敏度随中子能量的变化;用脉冲中子源实验测量了由CH2辐射体组成的探测器的14MeV中子灵敏度,实验结果与计算符合很好。     

基于14 MeV μs脉冲中子发生器与NaI(Tl)和BGO闪烁探测器的爆炸物检测系统的研制

介绍了利用14MeV μs脉冲中子发生器、NaI(Tl)和BGO闪烁探测器建立的爆炸物检测实验系统。研究了中子感生瞬发γ能谱的时间特性，分别测量了快中子的非弹性散射γ能谱和热中子辐射俘获γ能谱。使用了NaI(T1)和BGO两种探测器测量γ能谱；NaI(Tl)探测器在测量“N的热中子辐射俘获γ10、835MeV时表现出了很好的性能，而BGO探测器则在测量^12C和^16O的快中子非弹性散射γ时得到了较好的结果。利用这两种探测器测量了22种样品，其中包括RDX、TNT、NQ3种炸药。根据NaI(Tl)和BGO测量到的中子感生瞬发γ能谱，在分析了^1H、^12C、^14N、^16O的元素含量之后，有效地实现了对炸药与普通物品的分辨。     

基于14 MeV μs脉冲中子发生器与NaI(Tl)和BGO闪烁探测器的爆炸物检测系统的研制

介绍了利用14 MeV μs脉冲中子发生器、NaI(Tl)和BGO闪烁探测器建立的爆炸物检测实验系统.研究了中子感生瞬发γ能谱的时间特性,分别测量了快中子的非弹性散射γ能谱和热中子辐射俘获γ能谱.使用了NaI(Tl)和BGO两种探测器测量γ能谱;NaI(Tl)探测器在测量14N的热中子辐射俘获γ 10.835 MeV时表现出了很好的性能,而BGO探测器则在测量12C和16O的快中子非弹性散射γ时得到了较好的结果.利用这两种探测器测量了22种样品,其中包括RDX、TNT、NQ 3种炸药.根据NaI(Tl)和BGO测量到的中子感生瞬发γ能谱,在分析了1H、12C、14N、16O的元素含量之后,有效地实现了对炸药与普通物品的分辨.     

脉冲中子测量中用长计数器校准闪烁探测器的方法

介绍了采用长计数器与闪烁探测器相组合,通过长计数器对闪烁探测器进行适时校准,进而以闪烁探测器给出低产额脉冲中子注量(或产额)的方法。该方法既减小了长计数器单次计数少引起的统计涨落,又避免了闪烁探测器受γ本底影响大的缺陷,同时还充分利用了长计数器平能量响应以及闪烁探测器探测效率的优点,将长计数器成功地运用于脉冲中子辐射场中,在脉冲中子辐射场中通过长计数器实现了中子注量(率)的量值传递,实现了脉冲中子源中子产额的测量。     

ms级脉冲中子束时间谱探测技术研究

本文概述了一类ms级脉冲中子的产生背景、辐射特征及探测难点，提出了精确测量这类脉冲中子时间谱探测技术，包括电流型脉冲技术测量方法和能够降低γ/n强度比的层叠式探测器设计方案，并在脉冲反应堆上对这种探测技术进行了验证性实验，结果表明：该技术对ms级脉冲中子时间谱的测量精度可达ns级。     

两种中子源条件下补偿中子测井仪探测器设计方法

使用同位素中子源或中子发生器将直接影响补偿中子探测器的参数设计,论文主要探讨了探测器源距设计方法,通过3700中子刻度筒实验,比较了两种中子源条件下的实验结果,采用数据拟合方法,给出了将测量得到的计数率比值转换为地层孔隙度的数学模型。结果表明,可以用中子发生器代替同位素中子源实现补偿中子测井。     

低强度脉冲中子束的数字式n/γ分辨测量

针对低强度脉冲中子束测量,使用高速数字示波器作为数据采集设备,配合BC501A液体闪烁体探测器组建了数字式脉冲形状甄别(Digital Pulse Shape Discrimination,DPSD)测量系统,实现了中子的n/γ分辨测量。系统工作时采集并存储探测器输出的中子与γ射线的脉冲波形及其记录时刻,利用DPSD方法甄别中子实现了中子脉冲高度谱统计;系统具有连续记录和具备时间戳的采集窗记录两种工作方式以适应不同的脉冲中子束强度,并通过分析数据记录中脉冲波形的位置或时间戳,实现了中子事件的时间信息统计。使用该系统在Am-Be中子源上使用采集窗工作模式开展了实验,成功获得中子脉冲幅度谱、中子时间谱以及n/γ甄别谱。     

BC501探测器对~(252)Cf裂变瞬发射线的响应测量

为了应用BC501液体闪烁探测器测量脉冲信号时间序列,利用252Cf裂变γ射线和中子飞行时间谱,测量了两种大小BC501探测器对裂变瞬发射线的响应。探测器对入射γ射线的定时精度能够达到1.2 ns。获得了平均一次252Cf裂变,不同中子能量阈值以上,γ射线和中子的绝对计数。     

Response Measurement of BC501 Detector to Instantaneous Rays from 252Cf Fission

为了应用BC501液体闪烁探测器测量脉冲信号时间序列,利用252Cf裂变γ射线和中子飞行时间谱,测量了两种大小BC501探测器对裂变瞬发射线的响应.探测器对入射γ射线的定时精度能够达到1.2ns.获得了平均一次252Cf裂变,不同中子能量阈值以上,γ射线和中子的绝对计数.     

中子气泡探测器用于核测井中子个人剂量监测的研究

为研究国产中子气泡探测器在核测井中子个人剂量监测中的适用性,采用国内研制的中子气泡探测器对核测井运源车外表面、车内兼用储源仓周围等关注点的中子辐射水平进行监测,同时采用进口LB6411型中子周围剂量当量仪进行比对监测。实验结果表明,当运源车兼用储源仓内仅装载中子源时,中子气泡探测器与LB6411的测量结果无显著统计学差异,两者测量结果符合较好,中子气泡探测器的测量结果准确可信;当兼用储源仓分别装载中子源、中子-γ源时,两组中子气泡探测器的测量结果也无显著统计学差异,中子气泡探测器适用于中子-γ混合辐射场中子辐射剂量的测量。中子气泡探测器在运源车现场与在²⁴¹Am-Be源标准中子场中的剂量响应灵敏度因子间的相对偏差为7.4%,验证了其较好的能量响应特性,并显示了在核测井现场条件下用于中子个人剂量监测的适用性。     

D-T脉冲中子发生器随钻中子孔隙度测井的蒙特卡罗模拟

利用蒙特卡罗方法模拟研究了D-T脉冲中子发生器和241Am-Be中子源产生的中子与地层的作用过程,以探讨D-T脉冲中子发生器在随钻中子孔隙度测井中的应用价值。模拟结果显示,使用这两种中子源,热中子计数均随源距增加而呈指数下降;孔隙度较小时,两者的计数差异较小,当地层孔隙度达到40%时,D-T脉冲中子发生器产生的热中子和超热中子计数均比²⁴¹Am-Be中子源高很多,其分布范围也更宽,近探测器的源距选择20～30 cm,远探测器的源距选择约60～70 cm;D-T脉冲中子发生器用于中子孔隙度测井时对地层孔隙度的灵敏度降低,而相同源距条件下探测深度几乎不变。以上结果提示,利用D-T脉冲中子发生器可以进行补偿中子孔隙度测井,在增加源距的同时既可以保证计数统计性,又可以提高灵敏度和探测深度,在随钻测井仪器设计中可以取代²⁴¹Am-Be中子源。     

砷化镓探测器的灵敏度研究

本文介绍了中子辐照损伤的砷化镓光电导探测器对强流γ脉冲辐射的响应。给出了掺铬砷化馆和本征砷化镓探测器的灵敏度随中子辐照损伤注量的变化规律及随着施加偏压的变化关系。     

有机闪烁体探测器数字化信号处理电路设计

介绍了基于FPGA的有机闪烁体探测器数字化信号处理电路的设计。电路设计由前置放大器、高速ADC、FPGA系统、MCU微控制系统、电源系统等组成,通过对粒子射线的模拟信号采集、后续分析处理和脉冲形状算法,实现中子和γ脉冲信号的甄别及对应剂量值的计算。主要性能测试结果表明:电路设计具有较好的中子和γ甄别效果,可实现准确有效的中子和γ剂量测量。     

硅半导体探测器的两种γ剂量估算方法

硅PIN二极管由于其具有体积小、使用方便以及可实时操作的特点,已经被广泛地用作个人及区域γ辐射剂量仪.但是,由于硅不是组织等效也不是空气等效材料,用于γ剂量测量时,在低能段的响应过于灵敏是其本质的缺点,尤其γ射线能量在200 keV以下.利用补偿片来展平能量响应曲线,是克服此缺点的一种方法.但是能响补偿方法估算剂量时仅仅依据探测器输出的脉冲个数,因此又提出了权重函数法(简称G(E)函数法)进行剂量估算,这样剂量不仅与脉冲个数有关,还依赖于脉冲幅度.     

聚变脉冲中子源时间谱测量的非弹散射技术

介绍DT聚变反应产生的非单能的高能脉冲中子时间谱的一种测量技术——非弹散射法。利用安装在脉冲中子源附近的氧化铍(BeO)材料作为辐射转换体,测量DT聚变反应产生的高能脉冲中子与^16O的非弹散射(n,n’γ)过程中产生的γ辐射时间谱,实现对DT反应脉冲中子时间谱的测量。     

脉冲中子煤质快速分析仪的研制与应用

应用中子感生瞬发γ射线原理研制成功脉冲中子煤质快速分析仪.它主要由脉冲中子发生器、γ射线探测器构成,可以在15 min内同时检测出煤中碳、氢、氧、硫等元素的含量以及全水分、灰分、挥发分和低位热值等,而且检测结果都在误差允许范围之内.它可以用于原煤生产、销售以及燃烧等场合.它的测量结果既可作为经济结算的依据,又可指导混煤和配煤.该仪器应用于火电厂,已为火电厂带来巨大的经济效益和社会效益.     

强辐射本底对电流型PMT闪烁探测器的影响

本文介绍在强辐射本底脉冲中子测量中,电流型PMT闪烁探测器测量的中子产额数据发生很大差异,究其原因是由于探测器灵敏度随本底发生了变化。在实验室,模拟测量了PMT的光电本底电流与增益的变化关系实验。运用核电子学线路分析了灵敏度发生很大的变化原因,对强核辐射本底下探测器灵敏度变化作了合理的解释,对脉冲中子产额测量数据作了合理的修正。     

γ灵敏切伦科夫光纤阵列探测器的γ/n分辨能力研究

在脉冲辐射混合场(n,γ)中进行γ射线参数测量,要求探测器系统必须有很快的时间响应,还应有很高的γ/n分辨能力。本文详述了切伦科夫(Cherenkov)辐射原理,用蒙特卡罗软件MCNP模拟计算了γ、中子在不同光纤阵列材料中的能量沉积,根据计算结果选择铅玻璃作为光纤阵列切伦科夫辐射体,配合常聚甲基丙烯甲酯(polymethylmethacrylate,PMMA)塑料光纤光导传输,由光电倍增管转换为电信号输出,研制了一种γ灵敏切伦科夫铅玻璃光纤阵列探测器。在中国原子能科学研究院的600 k V高压倍加器上进行了14.1 MeV中子灵敏度实验,又在西北核技术研究所60Co源上完成了1.25 MeVγ灵敏度实验。实验数据与模拟结果推算得出的数据基本相符,表明该探测器系统具有较高的γ/n分辨能力,可满足在脉冲中子、γ辐射混合场中对γ射线参数测量的分辨能力要求。     

中子剂量仪在脉冲辐射场中的漏计数校正研究

中子剂量仪在加速器周围的脉冲辐射场中应用时存在漏计数现象,会影响辐射监测量值的准确性,需要修正。根据加速器束流脉冲参数推导出加速器辐射场中中子剂量仪的计数率与校正因子的修正公式,可以有效补偿中子剂量仪的漏计数。在北京正负电子对撞机(BEPCII)直线加速器的脉冲辐射场中进行实验,由实验结果求出修正公式中的未知参数,得到了修正公式。同时,使用被动式探测器CR39测量实验位置的累积中子剂量,对比两种探测器实验结果,验证了修正公式的有效性。