电流型碲锌镉探测器伽马灵敏度性能优化

为验证亚禁带光照对电流型碲锌镉（CZT）探测器伽马灵敏度性能优化的可行性，利用钴源装置开展了亚禁带光照对CZT探测器伽马灵敏度影响规律研究。结果表明：在稳态γ射线辐照条件下，CZT探测器输出电流随时间的变化曲线（标定电流曲线）存在前沿过冲现象。这一现象主要与晶体内深能级陷阱对载流子的去俘获过程有关。利用亚禁带光照能调控晶体内深能级陷阱的占据份额，消除CZT探测器标定电流曲线的前沿过冲，实现探测器性能优化。当亚禁带光(850 nm)在CZT探测器中引入的光照电流为330 nA、工作电压为200 V时，CZT探测器对能量约125 MeV的γ射线的灵敏度为999×10-17 C·cm2，接近理论模拟给出的118×10-16 C·cm2。     

厚入射窗真空康普顿探测器设计

利用γ射线与物质作用的康普顿散射效应,设计了用于强流脉冲γ射线测量的具有厚入射窗真空型康普顿探测器。前窗采用厚度4.5 mm的Al,易于机械加工、真空除气和真空保持。收集极为φ50 mm×5.6 mm的Fe,对于1.25 MeV的γ射线,探测器灵敏度的设计值为4.5×10-22C/MeV。     

φ60mm×600μm硅PIN探测器γ灵敏度和时间响应测量

φ60mm×600μm硅PIN半导体探测器是近年国内新研制的大面积高灵敏度探测器,用1013Bq级的60Coγ放射源测量了该类探测器的60Co γ灵敏度,用CΓC脉冲辐射源(约0.2MeV)测量了该类探测器的时间响应.实验和理论计算表明:该类探测器的60Co γ灵敏度约为5 fC*cm2/MeV.脉冲响应上升时间约为10ns,脉冲响应半高宽约为35ns.     

γ射线探测器能量响应标定技术

叙述了γ射线探测器能量响应的标定原理和方法，即利用Compton散射将强⁶⁰Co源的1.25MeVγ射线转换为0.36~1.02MeV(25°~90°)范围内任意能量的系列单能γ射线；采用辐射屏蔽技术和提高能量分辨率方法对γ射线探测器进行了该能区的能量响应标定；通过MCNP程序对探测器的能量沉积趋势和不同散射角散射γ射线的能量分布进行模拟计算。结果表明：该标定系统信噪比达到了20∶1左右，能量分辨率约为6%，0.66MeV的灵敏度与标准¹³⁷Cs源直照标定的灵敏度基本一致。     

碲锌镉探测器对14MeV脉冲中子束的直照响应

碲锌镉(CZT)晶体具有优良的材料性能,是一种备受关注的新型核辐射探测器材料.本工作运用MCNP程序模拟了CZT探测器对14 MeV中子的直照响应,且在ING-103型稠密等离子体聚焦装置14 MeV脉冲中子发生器上进行了实验研究.结果表明:CZT探测器对14 MeV脉冲中子的直照响应理论值与实验值有较好的一致性;在包含因子k为2时,实验值的扩展不确定度小于14%;且CZT探测器对14 MeV脉冲中子具有1.28×10-16C·cm2的灵敏度,适用于测量高强度脉冲中子.     

φ76mm×100mm BGO闪烁探测器在20 MeV以下能区的能量响应

用上海硅酸盐所提供的φ76mm×100mm BGO晶体制作γ闪烁探测器、用来探测???离子核反应中放出的10-100 MeV的γ射线,该探测器对~?Cs的0.661 MeV γ射线的?????14.2%。在加速器上用若干(p,γ)反应产生的单能光子测试探测器的能量响应,通过细致的数?拟合得到该探测器在20 MeV以下能区的能量响应和全能峰能量分辨率。对17.65 MeVγ射线。探测器的能量分辨率为4.1%。     

ICI探测器的时间响应特性研究

基于集电型探测器的等效电路模型得到了ICI探测器的输入-输出等效电路,应用实际测量的分布电容和电感计算得到ICI探测器的时间响应.采用快脉冲X射线源实验获得ICI探测器时间响应为(0.677±0.144)ns.实验结果与理论计算结果的一致验证了理论模型的正确性.研究结果表明,ICI探测器具有亚纳秒时间特性,可以用于快脉冲γ射线强度的测量.     

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。     

真空型康普顿探测器γ灵敏度的M. C模拟计算与实验研究

根据真空型康普顿探测器的结构及其工作原理,对其γ射线灵敏度进行M.C模拟计算,并和实验标定结果进行比较,两者在不确定度范围内符合得很好.通过实验校准后的M.C模型,可以拓展到探测器γ能量响应曲线的计算.该工作为获取真空型康普顿探测器可靠的γ射线灵敏度以及γ能量响应提供了一条经济适用的技术途径.     

闪烁体-光纤组合式辐射探测器γ相对灵敏度研究

根据光纤光导的耦合理论,推导了闪烁体-光纤组合式探测器γ灵敏度理论公式,计算了LSO、 ST401两种闪烁体-光纤探测器的相对灵敏度,在平均能量为1.25 MeV的60Co射线源上测得10 mm厚LSO闪烁体-光纤组合式探测器的灵敏度是相同厚度ST401的19倍,理论计算和实验结果在不确定度范围内一致.     

CeF3闪烁探测器对X射线的电荷灵敏度标定

本文采用脉冲X射线源对光电管CeF3探测器的灵敏度进行了实验标定,得出了CeF3闪烁探测器对X射线的电荷灵敏度.实验中使用的X射线源为СГС-67型三通道脉冲发生器,X射线平均能量200 keV.实验结果表明,对于φ45 mm×10 mm、φ45 mm×5.0 mm、φ45 mm×4.5 mm 和φ45 mm×3.0 mm四种尺寸的CeF3探测器,其电荷灵敏度分别为6.70×10-18 C/MeV、4.68×10-18 C/MeV、4.47×10-18 C/MeV和3.84×10-18 C/MeV.本文还探讨了探测器灵敏度和闪烁体厚度的关系.     

一个同轴Ge(Li)探测器的快中子辐射损伤

实验结果表明:本文给出的探测器对快中子辐射损伤的灵敏度相当高。当累积中子通量为6.22×10~8cm~(-2)时,探测器对~(60)Co 1.33MeV γ射线的能量分辨(FWHM)大幅度变坏,为辐射损伤前的三倍;观察到了损伤后的能量分辨的瞬态变化现象;用~(137)C662keV的γ射线扫描技术从实验上再次证明了快中子辐射在探测器中产生空穴陷阱,导致能量分辨变坏。采用简单的净化漂移方法,能恢复损伤过的探测器的性能。     

CeF3晶体伽玛能响及抗中子能力研究

用Monte Carlo和核物理理论分析的方法研究了CeF3晶体对γ射线的能量响应趋势,并通过实验测量了CeF3晶体与光电倍增管组合构成的闪烁探测器对不同能量的中子和γ射线的灵敏度。结果表明:CeF3晶体在0.3～0.9 MeV能区具有较平坦的γ能量响应曲线,较强的抗中子干扰能力。     

用于X射线探测的CVD金刚石薄膜探测器

研制了用于X射线测量的化学气相沉积(CVD)金刚石薄膜探测器.该探测器灵敏区直径为15 mm、厚度300 μm,其暗电流在800 V偏压下小于50 pA,且暗电流-电压曲线线性较好.就CVD金刚石探测器对不同能量X射线的响应及脉冲X射线时间响应进行了理论和实验研究.结果表明:该探测器对6～22 keV X射线具有10-4～10-2A·W-1的灵敏度,假设电荷收集效率为39%时,灵敏度的理论值与实验测量值符合较好,探测器的RC时间常数约为1.5 ns;对亚纳秒脉冲X射线的响应上升时间为2～3 ns.     

硅PIN光敏二极管探测X、γ射线的性能及应用

介绍了硅PIN光敏二极管和电荷灵敏前放组成的X射线探测器和配合CsI(Tl)晶体构成的γ射线探测器的性能和测量结果,同时研究了光敏二极管探测器能量分辨率的温度特性。测量X射线时,在-10℃下对241Am的59.5keV射线的能量分辨率为4.8%;用PIN光敏二极管配合10mm×10mm×10mm的CsI(Tl)晶体测量γ射线时,在20℃下对137Cs0.662MeVγ射线的能量分辨率为9.9%,60Co的1.332MeVγ射线的能量分辨率为6.4%,-10℃下的能量分辨率分别为8.7%和6.3%。     

固体反冲质子辐射转换体THGEM快中子探测器特性模拟研究

使用Geant4模拟研究了基于聚乙烯辐射转换材料的THGEM快中子探测器的辐射转换特性。结果表明,探测器响应具有一定阈特性,其灵敏度、响应阈值随辐射体厚度、吸收层厚度、中子入射角度、辐射体面积变化而改变。中子垂直入射,聚乙烯辐射体厚度50μm、铝吸收层厚度10μm时,探测器阈上响应具有较好的坪特性,阈值为2.2 MeV,灵敏度为1.0×10-4cm2。     

电子逃逸效应对PIN探测器γ灵敏度的影响

通过数值模拟和实验研究了电子逃逸效应对PIN探测器γ灵敏度的影响及铝、聚乙烯等不同材料对电子逃逸效应的补偿作用.数值模拟研究主要利用MCNP程序对γ射线在PIN探测器灵敏层中的能量沉积进行数值计算,得到探测器输出的脉冲幅度谱和灵敏度计算结果;实验研究利用60Co源发射的能量为1.17和1.33MeV的γ射线对不同补偿条件下的γ灵敏度进行标定.结果表明,电子逃逸效应对灵敏度存在显著影响,在探测器前设置铝、聚乙烯等补偿材料可对电子逃逸效应进行适当补偿.     

G(E)函数在高能γ射线剂量测量中的应用

利用蒙特卡罗方法模拟了一个Φ7.62 cm×7.62 cm的Na I(Tl)探测器的响应特性,计算了测量系统的脉冲幅度加权函数G(E),由此改善了探测器的能量响应;利用238Pu+13C源的验证实验表明,探测器对高能γ射线探测效率的实测值和计算值的相对偏差在±10%以内。在核电厂功率运行期间,测量了反应堆厂房内的γ能谱,并基于G(E)函数计算了高能γ射线的剂量。G(E)函数法与解谱方法的计算结果对比说明,将G(E)函数法应用于高能γ剂量测量是可行的。     

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。     

φ60mm×600μm硅PNI探测器γ灵敏度和时间响应测量

φ6 0 mm× 6 0 0μm硅 PIN半导体探测器是近年国内新研制的大面积高灵敏度探测器 ,用 10 13Bq级的 60 Coγ放射源测量了该类探测器的 60 Coγ灵敏度 ,用 CΓC脉冲辐射源 (约 0 .2 Me V)测量了该类探测器的时间响应。实验和理论计算表明 :该类探测器的 60 Coγ灵敏度约为 5 f C·cm2 / Me V。脉冲响应上升时间约为 10 ns,脉冲响应半高宽约为 35 ns。