一个适用于裂变关联实验的孪生屏栅电离室

设计制作了一个适用于裂变多参量关联实验的孪生屏栅电离室,用~(252)Cf转移裂变源分别研究了以氩-甲烷混合气体和纯甲烷为工作气体时探测器的性能。结果表明,探测裂变碎块时电离室的能量分辨不劣于金硅面垒探测器;从栅极信号确定碎片发射角的cosθ值时的分辨(FWHM)约为0.03。具有相同形状的快上升前沿波形的阴极输出信号,可作为多参量关联实验中的时间标志。     

热中子诱发239Pu裂变初级裂变产物质量分布测量

原子核裂变是最复杂的物理过程之一,至今仍缺乏可以统一描述裂变前和裂变后过程的理论。中子诱发239Pu裂变产额数据是重要的核数据,完整的初级裂变产物质量分布数据有助于完善裂变理论模型并提高产额评价数据的质量。本文研制了初级裂变产物鉴别谱仪（FFIS）,通过屏栅电离室和微通道板时间探测器分别测量裂变碎片的动能和飞行时间,基于动能 速度关联的方法直接获得碎片放中子后的质量分布,在BNCT医院中子照射器（IHNI 1）上开展了热中子诱发239Pu裂变初级裂变产物的质量分布测量。测量结果表明,对轻峰碎片质量分辨约为1 amu,对重峰碎片质量分辨约为15 amu。239Pu(nth,f)初级裂变产物质量分布的精确测量可为裂变产额理论计算和评价提供重要的实验数据。     

一台用于重核素测量的能量-飞行时间探测系统

研制了一台用于重核素测量的能量-飞行时间探测系统.探测系统由飞行时间探测器和金硅面垒型能量探测器组成,金硅面垒型探测器兼做飞行时间探测器的停止探测器.用该探测系统在中国原子能科学研究院串列加速器质谱装置上对182Hf9+离子的能量-飞行时间双维谱进行了测量.该探测系统对77.4 MeV182Hf9+离子的能量分辨率为3.8％,飞行时间分辨为0.8ns.     

~6LiF夹心半导体中子探测器

本文叙述了有效直径为8mm的金硅面垒探测器与~6LiF组合成的夹心半导体中子探测器。每一个面垒探测器对~(241)Am的5.486MeVα粒子的分辨率FWHM好于50keV。在热堆和快堆上测量的热中子能量分辨率为:对180μg/cm~2的~6LiF,FWHM为310keV;对30μg/cm~2的~6LiF,FWHM为70keV。为快堆中子能谱和通量测量提供了一个途径。     

适用于研究低能裂变碎片电荷分布的探测器装置

为研究²⁵²Cf自发裂变碎片电荷分布，建立了由屏栅电离室和ΔE-E粒子望远镜构成的探测器系统。在该系统中，将薄的屏栅电离室作为碎片的ΔE探测器，E探测器是金硅面垒半导体探测器。通过分析实验测量的4参数关联数据，得到了²⁵²Cf自发裂变碎片质量数、动能及碎片在气体ΔE探测器中的能量沉积分布等物理量。用多高斯（multi-Gaussian）分布函数对ΔE探测器的能量响应函数进行最小二乘法拟合，得到了在固定质量数A^*_L和动能条件下轻碎片的电荷分布。结果表明：该探测器系统的电荷分辨能力Z/ΔZ约为40∶1；建立起来的测量技术可用于测定²³⁵U(n,f)和²³⁹Pu(n,f)反应碎片的电荷分布。     

金硅面垒半导体探测器

本文介绍金硅面垒探测器的制作工艺及性能。灵敏面积直径为6mm、8mm和13mm的探测器在20℃左右对α粒子的能量分辨率(FWHM)分别为11.7keV,12.2keV(~(241)Am)和14.8keV(~(244)Cm)。     

环形金硅面垒探测器的制备

本文叙述了环形金硅面垒探测器的制作工艺,给出了所制探测器的性能结果。Φ25(8)、Φ18(5)和Φ16(4)三种环形探测器在室温下对238Pu5,499MeVα粒子的能量分辨率分别为18.7、16和15.5keV(FWHM)。     

闪烁法测量伴随~3He粒子的中子飞行时间谱仪

在D(d,n)~3He反应中,目前常采用Si(Au)面垒型半导体探测器测量伴随粒子。半导体探测器的能量分辨率高,是这种方法的优点,但由于~3He粒子能量低,电荷灵敏前置放大器所给出的~3He信号幅度小,容易受到噪声以及干扰信号的影响,因而谱仪的时间分辨性能不容易做得很好。比如Ohio大学的中子飞行时间谱仪,出射~3He粒子的能量为650     

^6LiF夹心谱仪探头用金硅面垒探测器性能测定

金硅面垒探测器是6LiF夹心谱仪探头的关键组成部分,其参数直接影响整个夹心谱仪的性能.通过实验测定了各金硅面垒探测器在不同偏压下的漏电电流、空气对α粒子的影响、金硅面垒的死层厚度、偏压对峰位和分辨率的影响,以及在180V偏压下各金硅面垒探测器的最大能量峰位.根据测量结果,选出了两组性能基本相同的金硅面垒探测器,将其组装成性能优良的6LiF夹心谱仪效应探头和本底探头.     

热中子引起~(235)U裂变的碎片动能关联测量

用金-硅面垒型半导体探测器对热中子引起~(235)U裂变碎片的动能进行了关联测量。求得了放中子前碎片的质量分布和动能分布。得到放中子前碎片平均总动能为172.0兆电子伏,放中子前轻、重碎片的平均动能分别是101.3兆电子伏和70.7兆电子伏,放中子前轻、重碎片的平均质量分别是96.8质量单位和139.2质量单位。对动能分布作了理论计算,与实验值进行了比较和讨论。     

直径30 cm的等高圆柱形载钆液闪探测性能

载钆液闪探测器是高能物理及核物理实验中重要的粒子探测工具。通过研制得到了一台大体积的直径为30 cm等高圆柱形载钆液闪探测器,载钆液闪溶液的载钆量为0.5%wt;利用252Cf中子源进行了中子与γ分辨性能实验测试,结果表明,直径30 cm等高圆柱形载钆液闪的中子与γ分辨性能较差;利用飞行时间技术通过符合测量的方法,分别测量了中子与伽马分辨谱中的中子与γ信号的时间分布,两者峰位之间的时间差为2 ns;利用252Cf裂变电离室的裂变碎片信号作为开门信号,通过符合测量的方法,获得了直径30 cm等高圆柱形载钆液闪的中子俘获时间分布实验数据,中子俘获平均时间为11μs。对于较大体积条件下,载钆液闪的中子与γ分辨性能较差的物理现象,通过实验给出了合理解释和分析。     

^252Cf微型快裂变室

本文叙述的快裂变室主要用于~(252)Cf裂变中子飞行时间谱测量。该裂变室具有重量轻(1.65g)、上升时间快(6ns)、对裂变碎片探测效率>99％等特点。针对裂变中子能谱测量的特殊要求,详细论述了裂变室设计应遵循的基本原则及其对能谱测量可能带来的影响。     

Response of Solid-State Detectors to Fission Fragments

Pulse amplitude spectra for fission fragments from the spontaneous fission of Cf252 have been studied for more than 50 silicon surface-barrier detectors. Silicon resistivities ranged from 100 to 2000 Ohm-cm; spectra were obtained for several bias voltages for each detector. A search for correlations among shape parameters associated with Cf252 fragment pulse-amplitude spectra was carried out. Such correlations were, in fact, observed and are shown to be related to the pulse-height response characteristics of surface-barrier detectors for fission fragments. Some guide lines by which the quality of a fission-fragment detector may be determined from the spectrum parameters are given.     

252Cf自发裂变n/γ TOF和TCC谱的MC模拟

时间关联符合法是主动法测量裂变材料特征信息的有效方法之一。首先使用MCNP程序模拟了单个BC-501A液体闪烁体探测器探测252Cf自发裂变n/γ飞行时间谱,模拟谱与实测谱符合很好;在此基础上,模拟了两个BC-501A探测器探测252Cf自发裂变n/γ时间关联符合谱。结果表明,n/γ时间关联符合谱包含了n-n、γ-γ、n-γ和γ-n符合成分。     

时间关联符合法探测铀部件质量实验研究

采用²⁵²Cf源中子诱发金属铀部件裂变的主动探测方法对铀部件质量识别进行探索,实验测量了3.8～15.2kg8件高浓缩铀部件的源中子与探测器的互相关函数谱C₁₂(τ),互相关函数谱积分值R₁₂随铀部件质量有明显的变化规律。当铀部件质量为3.8～7.2kg时,质量灵敏系数为8.5%;铀部件质量为7.2～15.2kg时,质量灵敏系数为11.0%。     

用薄膜~(252)Cf源测定ST451快中子探测器的相对效率

本文叙述了用飞行时间测量~(262)Cf瞬发裂变中子能谱来刻度ST 451探测器的快中子相对效率响应的方法。在飞行时间谱仪中,一个流气式的微型电离室作为裂变碎块的探测器。文中给出了对实验数据的处理和修正的过程。得到了阈值分别为0.420、0.625、0.825、1.168、1.565和1.882MeV中子能量从几百keV到10MeV范围内的相对探测效率。实验结果与用Monte Carlo方法计算的效率作了比较。     

用于在线测量反应堆内热中子相对通量密度分布的闪烁体光纤探测器研究

闪烁体光纤探测器采用双探头甄别中子信号,利用252 Cf裂变源对探测器系统进行了测试,并与3 He计数管的计数进行了对比。在启明星1#上进行了热中子相对通量密度分布的测量,结合Geant4得到的不同能量段的中子转化率及MCNPX模拟得到的反应堆中子能谱,对探测器进行了相对效率刻度,测试结果与固体核径迹探测器测得的裂变率分布进行了对比。测量结果表明,闪烁体光纤探测器对于252 Cf中子源的响应基本符合点源的衰减趋势,与3 He计数管的测量结果符合较好。在启明星1#热区测得的热中子相对通量密度分布与固体核径迹探测器测量到的结果一致,快区测得的热中子相对通量密度分布与3 He计数管的测量结果及MCNPX的模拟结果符合较好。测量结果为闪烁体光纤探测器的研究提供了较好的实验依据。     

EJ339A型液体闪烁探测系统光输出响应函数的理论模拟与实验研究

对液体闪烁探测器EJ339A中子与伽马辐射测量问题,采用理论模拟与实验分析方法,结合自主设计搭建的基于Lab VIEW的数字化信号处理系统,分别完成22Na、133Ba、137Cs和60Co等4种不同能量的γ源等效电子能量测量与刻度。在此基础上,利用中子飞行时间测量原理,在不同时间窗下将锎(252Cf)源近似分化成若干个单能中子源,获得1.9 7.8 Me V范围内中子在探测器中的光输出响应函数。结果表明,理论模拟与实验测量值在低能段比较吻合,而高能段存在约7.3%的误差。