应用电流型脉冲技术精确测量ms级脉冲中子束时间谱的方法研究

概述了一类ms级脉冲中子束的产生背景、辐射特征及探测难点,提出了精确测量该类脉冲中子时间谱的电流型脉冲技术测量方法,在稳态X射线机上初步摸索了电流型脉冲计数方法用于聚变中子飞行时间谱测量的可行性;在西安脉冲反应堆上进行了电流型脉冲计数方法的模拟验证。结果表明:采用电流型脉冲技术测量ms级脉冲中子时间谱的精度最高可达ns级。     

双脉冲法精确测量PMT脉冲线性电流的实验设计

PMT脉冲线性电流是PMT在脉冲工作方式下的重要参数,它直接关系到实验结果的可靠性。本文对比各种测量PMT脉冲线性电流方法的优缺点,从提高测量精度方面考虑,设计了基于双脉冲法的测量PMT脉冲线性电流的实验,通过挑选稳定性高的LED作为光源,利用DG2020信号发生器给LED灯供电,采用通道循环功能加长信号时间间隔,使用分路输出到两台示波器接收信号,应用示波器多次采集自动取平均的功能等方法在实验细节上进行设计,提高测量精度。通过实验测到了PMT脉冲输出电流偏离线性直线1%处的电流,并获得了PMT脉冲输出的mA级至A级电流全曲线。     

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。     

单粒子瞬态电流脉冲测试技术研究进展

单粒子瞬态（single-eventtransient，SET）电流脉冲测试技术是在重离子微束中非常重要的一种实验测试技术手段，可以用来测量束流入射位置与单粒子瞬态电流脉冲之间关系，给出电流瞬态脉冲参数（如上升时问、衰退时问以及峰高等）的二维分布图，在微米空间尺度和皮秒时间尺度上对电荷产生、传输以及收集的瞬态过程进行研究。     

9MeV无损探伤电子直线加速器用脉冲调制器研制

核技术所62室研制的脉冲调制器是9 MeV无损探伤电子直线加速器的重要组成部件之一,它的负载是MG5193型磁控管和电子枪。 其设计指标为:脉冲峰值电压,48 kV;脉冲峰值电流,110 A;电子枪脉冲峰值电压,10.6 kV(1档),11.3 kV(2档);电子枪脉冲峰值电流,500 mA;脉冲半宽度(71%) ,4.2 m     

快中子脉冲堆用快速响应保护仪

为了保证快中子脉冲堆在爆发脉冲后迅速停堆,研制了快速响应保护仪。该仪器采用ST401快速响应塑料闪烁体配以GDB-44F型光电倍增管作为探测器,通过电流放大后输入触发器单元,在功率超过保护设定值后12μs内输出触发信号,触发主安全块在100ms内下降5mm,使堆处于深次临界状态。在CFBR-II堆的200余次脉冲运行中,快速响应保护仪触发主安全块下降5mm的时间小于90ms,保障了堆的安全。     

快中子脉冲堆用快速响应保护仪

为了保证快中子脉冲堆在爆发脉冲后迅速停堆,研制了快速响应保护仪.该仪器采用ST401快速响应塑料闪烁体配以GDB-44F型光电倍增管作为探测器,通过电流放大后输入触发器单元,在功率超过保护设定值后12μs内输出触发信号,触发主安全块在100ms内下降5mm,使堆处于深次临界状态.在CFBR-Ⅱ堆的200余次脉冲运行中,快速响应保护仪触发主安全块下降5mm的时间小于90ms,保障了堆的安全.     

PIN探测器贯穿辐射与非贯穿辐射线性特性

采用脉冲X射线源和脉冲氙灯光源实验研究了PIN探测器对贯穿辐射和非贯穿辐射响应的最大线性电流输出特性,并与理论计算结果进行了比较。PIN探测器输出的最大线性电流随外加反向偏置电压线性变化,对贯穿辐射响应的最大线性电流输出比对非贯穿辐射响应的最大线性电流输出约大20%,理论计算的最大线性电流值比实验值小。在脉冲辐射探测中,采用可见脉冲光源获得的PIN探测器最大线性电流不会超出探测器对贯穿辐射的线性响应。     

堆外探测器故障诊断装置设计

设计了一种便于携带的核电堆外探测器故障诊断装置。该装置主要由脉冲放大模块、电流采集模块、正负高压模块与数字处理模块组成。该装置可对涂硼正比计数管的脉冲信号进行放大调理,然后通过高速ADC采集与上位机实现对脉冲信号的波形分析;还可对补偿电离室与非补偿电离室的电流信号进行I/V转换与数字化处理,然后通过上位机实现对电流数据的分析。通过测试验证了装置在脉冲波形分析和电流数据分析的最终效果,满足核电厂工程检修应用的要求。     

新型超快光电辐射探测器研制

针对超快脉冲辐射测量的需求，开发了一种具有超快时间响应、大线性电流输出的新型光电探测器件——超快大电流光电管。利用脉冲氙灯、飞秒激光器对该光电探测器件的最大线性电流输出、时间响应等特性参数进行了实验测量。同时，利用该探测器件与超快闪烁体耦合构成的超快脉冲辐射探测器对亚纳秒脉冲X射线源时间谱进行了测量。结果表明，该光电探测器件对脉冲的响应前沿为251ps、半高宽小于500ps，在其典型电压下具有3A以上线性电流输出，对于亚纳秒脉冲X射线束等脉冲辐射场的测量是一较为理想的探测器件。     

时不变和时变快随机脉冲发生装置

本文描述一个快随机脉冲发生装置的结构和性能。它由快光源、快光电倍增管、快甄别、快放大、快计数和负反馈稳定回路构成。时不变快随机脉冲平均计数率可接近10~8cps。时变随机脉冲可随任意时变函数变化。     

RLC测试仪在真空康普顿探测器高频参数测量中的应用

真空型康普顿探测器是高强度快脉冲辐射测量中非常重要的部件,对这种探测器的时间响应等脉冲性能进行检测,需要非常强的快脉冲辐射源,一般实验室条件下是难以实现的.该工作用频率范围从100KHz到120MHz的RLC测试仪,对真空型康普顿探测器的高频参数进行了测量,据此推算出了这种探测器的时间响应,该结果与报道的同类型探测器的时间响应规律基本一致.在很难使用非常强的脉冲辐射源对真空型康普顿探测器时间响应进行测量的情况下,通过测量真空型康普顿探测器高频参数,来推算其时间响应特性是一种可行的参考方法.     

数字快成形算法用于慢衰减闪烁体的高计数率能谱读出

慢衰减型闪烁体(NaI(Tl)、CsI(Tl)等)探测器经过前放输出的脉冲信号具有较长的上升时间,造成电荷在收集的过程中出现严重的弹道亏损。在后续脉冲成形中为了降低弹道亏损对能量分辨率的影响,一般采用较宽的成形平顶来增加电荷的收集时间。但在高辐射粒子注量率的场合下,由于慢衰减型闪烁体输出的脉冲堆积严重,采用传统的滤波成形方式获得的脉冲计数率和能量分辨率明显降低。为解决此问题,本文提出了一种以数字反褶积为核心的数字快成形算法。该算法可去掉慢衰减型闪烁体探测系统的衰减电流拖尾,获得一理想的冲激脉冲电流,然后再通过滤波成形为一窄脉冲,并彻底消除弹道亏损的影响。通过对~(137) Csγ源测量,使用传统成形算法的能谱测量系统在成形时间为1.5μs时,其光电峰能量分辨率为6.99%,计数率为68 000s~(-1);而使用数字快成形系统,在相同情况下获得6.37%的能量分辨率,计数率可达102 000s~(-1)。因此数字快成形算法可有效地修复在高辐射粒子注量率下,窄脉冲成形引起的信号变形和拖尾,从而提高了脉冲堆积甄别能力。     

快脉冲信号波形改善方法与讨论

本文从一些快脉冲产生器输出电路的分析出发对核电子学电路中纳秒、亚纳秒渡越时间脉冲波形的改善方法与原理进行了讨论。     

快中子脉冲序列的纳秒级时间检测

针对快中子脉冲序列中脉冲时间的1ns精度的快速检测要求,提出和实现了一种基于1GS/s超高速A/D转换单元和FPGA高速处理单元进行在线检测的系统.特别设计的PeakTDC滞回峰值检测算法,以脉冲峰值位置标定脉冲时间,可以获得对快中子事件在时间仓轴上的纳秒级随机脉冲序列的TDC时间数据转换.     

快速光电倍增管的新进展

本文主要评论了三类亚纳秒时间分辨的光电倍增管。微通道板管脉冲响应快、线性电流大,其响应半宽度已达187ps。     

用于非弹性散射谱和俘获谱测量的高压脉冲电源设计

设计了用于非弹性散射谱和俘获谱测量的时间、幅度可调离子源脉冲电源。采用单端正激式结构和软开关技术，逆变输出高压脉冲，占空比从0．1～0．5可调，最小脉宽8μs。目前该脉冲电源已成功应用于煤质快速分析仪中，测量精度明显优于直流方式。     

Electronic Collimation in Proportional Counter by Rise Time Discrimination

A method of electronic collimation in the proportional counter was developed and its performance examined. The method utilizes the difference in the rise time of output pulses. The rise time is converted into pulse height using a rise-time-to-pulse-height converter, followed by a single channel pulse height analyzer.

Choosing the pulses of the fastest rise time one can selectively register the energies of the particles parallel to the center wire (anode). The method is applicable to gas recoil fast neutron spectrometers.     

Basic Limitation of Scintillation Counters in Time Measurements

The time resolution of a scintillation detector can be calculated from the scintillator illumination function, and the response of the photomultiplier to an instantaneous pulse of light. Such calculations using the parameters of present scintillators and photomultipliers agree with measured resolutions and predict improvements which can be achieved. Parameters of commercial and some promising experimental fast scintillators are given, as well as measurements on transit time spread of some fast photomultipliers.     

A New Approach to High Resolution Timing with Photomultipliers

A new technique (Double Sampling) of photomultiplier pulse processing is studied in order to improve the time resolution. Two time references, t1, and t2, are obtained from two different processing systems, into which the fast pulse of the photomultiplier is fed. If the condition: (t1 - t2) -?t < (t1 -t2) < (t1 - t2) + ?t is satisfied, the pulse is accepted for the time analysis. ?t is a predetermined parameter of the proposed system. A theoretical study has been carried out in order to compare this processing method with the ones already used.