n-γ分辨应用于252Cf自发裂变中子飞行时间谱测量

使用液体闪烁体BC501作为快中子探测器，对应用脉冲上升时间法符合甄别^252Cf自发裂变中子飞行时间谱中的γ射线的效果进行研究。实验测量了γ射线和能量大于1MeV的^252Cf自发裂变中子的脉冲上升时间分辨谱，分辨优质因子M达到4．6。符合甄别了中子能量下阈分别为0．5、0．8和1MeV时的^252Cf自发裂变中子飞行时间谱中的7射线，与未符合时相比，γ甄别率在99．90％以上。     

~6Li玻璃闪烁体中子脉冲的等效电子能量

ST-602型铈(Ce)激话的~6Li玻璃闪烁体是探测慢中子、特别是热中子的高效率探测器。3mm厚的这种闪烁体对热中子的探测效率可达90％以上,但它对γ射线的探测效率也较高,这对于中子探测来说是极为不利的。因为中子束经常伴随γ射线。为了合理使用~6Li玻璃闪烁体探测中子并有效地甄别掉γ射线,为了正确地选择γ射线的能量,以便使~6Li玻璃探测器能同时用作γ射线和中子的探测元件,因此研究中子、电子(或     

ST-451型有机液体闪烁体快中子绝对效率的测定

一、前言由于有机液体闪烁体对于γ射线和中子有极好的脉冲形状甄别性能和快的时间响应,而且对快中子具有较高的探测效率,在快中子飞行时间谱仪中常用作中子探测元件。我们以T(d,n)~4He反应作为中子源,利用伴随粒子型快中子飞行时间谱仪测量了ST-451型     

中子探测用有机闪烁体的研究进展

中子探测中,由于存在非弹性散射和慢中子捕获等作用,形成了n/γ混合辐射场,增加了中子探测的复杂性。有机闪烁体因其闪烁效率高、衰减时间短、探测效率高被广泛应用于中子探测。脉冲形状甄别是根据有机闪烁体中粒子衰减时间不同引起的脉冲形状差异来甄别n/γ的关键技术。传统脉冲形状甄别方法包括时域和频域甄别方法;近年来,各种机器学习技术也相继应用于n/γ甄别,并取得较好效果。为了更好地使用有机闪烁体和n/γ甄别方法进行中子探测,我们从有机闪烁体的发光机理、脉冲形状甄别原理、有机闪烁体类型及n/γ甄别方法等方面进行了较为全面的分析和综述,并总结了有机闪烁体和n/γ甄别方法的各种性能评价指标。最后,对有机闪烁体和n/γ甄别方法的发展趋势提出了展望。     

基于6LiF/ZnS(Ag)和闪烁光纤的宽能谱中子探测技术研究

为了解决传统中子探测器在狭窄空间、强电磁干扰、远距离传输等复杂环境下探测中子时存在的不足,本研究将6LiF/ZnS(Ag)混合材料和闪烁光纤相结合,设计了一种可用于宽能谱中子测量的新型闪烁体光纤中子探测器。基于蒙特卡罗粒子输运计算程序FLUKA对该新型光纤中子探测器的中子探测性能进行了模拟研究,完成了闪烁体光纤探头的优化设计。结果表明,当入射中子的能量在0.01~10 eV和0.5~10 MeV范围时,该新型中子探测器具有较高的中子探测效率,可用于热中子-快中子宽能谱范围中子的探测;通过对比脉冲幅度的差异,该新型中子探测器能够实现n-γ信号的甄别。      

裂变材料中子-伽马脉冲形状甄别几何条件影响的模拟分析

快中子多重性分析技术是当前核材料衡算领域的热门研究方向。针对中子伽马脉冲形状甄别的效果在探测距离很近时明显变差的实验现象展开了研究。使用GEANT4工具箱模拟了液体闪烁体探测器测量裂变中子伽马的粒子输运过程,并基于计算机模拟数据分析了使用BC-501A液体闪烁体探测器测量裂变中子时,裂变物质与探测器的距离(几何效率)对中子-伽马甄别效果的影响。分析的结果与实验现象相符,表明在基于液体闪烁体探测器的核材料属性测量中,若单个探头的探测效率较高,裂变中子伽马脉冲叠加会严重影响甄别结果和测量计数。     

BC501液体闪烁体对n-γ及能量的分辨与其尺寸的关系

BC501液体闪烁体广泛应用于探测快中子，但测量伴随着很高的γ本底。为寻找具有较好的n-γ及能量分辨的BC501闪烁体，利用脉冲上升时间法，对几种不同尺寸的BC501闪烁体进行n-γ及能量分辨测量。在下阈0.75和1MeV下，分别测量了Am-Be中子源的n-γ分辨谱以及相同条件下的γ上升时间-幅度谱。测量了d-T中子源14MeV的反冲质子脉冲高度分布。对不同尺寸BC501闪烁体的n-γ及能量分辨进行了比较。实验表明，综合考虑n-γ和能量分辨，闪烁体的体积不应太大，长度应在保证效率的条件下适中选择。      

提高塑料闪烁体n/γ甄别能力的一种新途径

在强脉冲束中子、γ混合辐射场中,一般使用塑料闪烁体探测器测量中子注量,为了尽可能地减少γ辐射的干扰,需要提高塑料闪烁体的n/γ甄别能力.利用电子与质子在磁场中的偏转半径不同,提出一种提高塑料闪烁体n/γ甄别能力的新途径,并采用Geant4输运程序探讨了该探测方法的可行性,模拟结果表明:该方法使用较薄的闪烁体和磁铁构成探...     

宽能谱高灵敏含硼塑料闪烁体探测器理论设计

为提高含硼塑料闪烁体探测器对0.02-0.25 MeV能区中子的探测效率,提出了在含硼塑料闪烁体外包围聚乙烯慢化体的结构设计,并用MCNP程序模拟计算含硼塑料闪烁体探测器的探测效率,给出了探测效率与前端和侧面聚乙烯慢化体厚度的关系.结果表明,通过侧面聚乙烯慢化体的添加,可以大大提高含硼塑料闪烁体探测器对0.02-0.2...     

EJ299-33A闪烁体光输出及其应用研究

闪烁体探测器的光输出影响其探测效率、探测阈值,决定着其应用范围和前景.EJ299-33A是一款具有脉冲形状甄别(Pulse Shape Discrimination,PSD)功能的塑料闪烁体,可用于核物理与核技术实验中进行中子、γ射线及带电粒子混合场的粒子鉴别和测量.利用137Cs、60Co标准γ射线放射源实验测量了E...     

上升时间甄别法测量中子能谱

波形甄别法是测量中子-γ射线混合场中快中子能谱的一种方法。本工作利用大体积NE213液体闪烁体,以及标准NIM插件,搭建了利用上升时间甄别法测量中子脉冲幅度谱的一套测量设备。本文基于蒙特卡罗方法计算得到闪烁体对中子的响应函数矩阵后,使用60Coγ放射源对测量得到的中子脉冲幅度谱进行刻度,然后通过解谱,得到了加速器单能中子源的解谱结果,该结果与参考谱是一致的。     

采用快慢中子符合的中子探测器

采用快慢中子符合的中子探测器,可用于强γ射线本底下探测中子,并应用于冷聚变实验中。使用~(252)Cf中子放射源时,探测效率为3×10~(-3),对慢中子峰的FWHM分辨为25%。     

CLYC中子-γ复合测量仪设计

为实现CLYC晶体探测器用于中子-γ复合测量,研究了中子-γ脉冲甄别方法,模拟计算了CLYC晶体对中子与γ射线的能谱响应和探测效率,优化设计了快中子慢化体厚度,为CLYC中子-γ复合测量仪研制提供参考.对CLYC中子-γ复合测量仪样机测试表明:对于137Cs源γ能量分辨率为5.2％,252Cf中子源对应的峰位能量为3....     

自研塑料闪烁体探测器中子/γ甄别能力测试

塑料闪烁体在中子探测领域具有重要应用前景。对于自研两种尺寸(?2.54 cm×2.54 cm、?5.08 cm×5.08 cm)的塑料闪烁体进行了测试。采用光电倍增管(Photomultiplier Tube,PMT)搭建了探测系统，利用高速示波器采集功能对自研塑料闪烁体进行能量刻度，通过测量¹³⁷Cs γ放射源的脉冲幅度谱并与MCNP5模拟谱对比，以获取康普顿边缘位置信息，实现准确的γ射线能量标定。利用电荷积分法对从241Am-Be中子源上获取的数据进行分析，采用品质因子(Figure Of Merit,FOM)、中子峰谷比、中子漏计数率等参数量化不同能区的n-γ甄别效果，对比自研塑料闪烁体相对于EJ-299-33A的探测效率。结果表明：?2.54 cm×2.54 cm自研塑料闪烁体相比于?5.08 cm×5.08 cm自研塑料闪烁体具有较高的FOM值；两种自研塑料闪烁体相对于EJ-299-33A的探测效率分别约为0.49和1.0，可见自研的?5.08 cm×5.08 cm塑料闪烁体与同尺寸的商用塑料闪烁体EJ-299-33A性能相当。     

快中子照相MCNP模拟计算

正快中子照相是近些年新开展的一种照相技术,与热中子照相相比,快中子照相快中子具有能量较高、与物质作用截面较小、穿透能力强等特点,快中子穿过较厚被测样品材料时,通过记录出射的快中子可检测出物体内的元素空间分布、材料结构上差异等信息。本工作利用MCNP模拟计算了2.45 MeV中子穿过不同厚度聚乙烯样品及金属样品后的计数情况(图1),样品出射中子选用塑料闪烁体进行探测,实物如图2所示。对2.45 MeV快中子成像分辨率及塑料闪烁体探测     

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。     

252Cf裂变γ射线伴随飞行时间法刻度液体闪烁体中子探测效率

宏观检验实验是检验核数据正确性的重要实验方法之一。液体闪烁体中子探测器是中子核数据宏观检验实验中快中子能谱测量的主要探测器,其探测效率曲线的准确性关系到实验结果的精度。本文采用²⁵²Cf中子源的伴随γ射线和飞行时间法测得了液体闪烁体对2.0～10.0 MeV中子的相对探测效率曲线,同时利用飞行时间法和400 kV脉冲中子发生器的d-D反应中子源测得了2.9 MeV单能中子的绝对探测效率。将相对探测效率曲线归一到单能点的绝对效率,得到探测器在这一能区的绝对探测效率曲线。使用蒙特卡罗程序NEFF模拟相同参数的液体闪烁体探测器对10.0 MeV以下中子的探测效率曲线。最后将实验结果与模拟结果对比,结果表明实验得到的探测效率曲线合理、准确。     

高压~4He气体闪烁体中子探测器的物理设计

高压4He气体闪烁体中子探测器是一种具有快响应、高n-γ甄别比和较高探测效率等特点的新型快中子探测器。本工作采用了蒙特卡罗方法研究了4He气体压强和几何尺寸对高压4He气体闪烁体中子探测器的性能影响规律,并开展了探测器结构的优化设计。研究结果表明,气压增大可线性增加中子本征探测效率;探测器长度增加会降低中子的探测效率;探测器管径增加会使中子探测效率提高。当气压取120 atm,长度和管径分别取200 mm和44 mm时,探测器对近裂变谱中子(平均能量1.05 Me V)的探测效率为4.28%,为后续探测器制备提供理论指导。     

探测快中子的新技术

本文概述了近年来探测快中子的新技术，它们分别是：抑制γ射线、热中子和带电粒子的符合谱仪；高分辨宽能量范围正比计数器的＾３Ｈｅ夹心谱仪；含氢的纤维闪烁体用于抑制γ射线、中子位置分布和中子能谱测量；及含锂的纤维玻璃闪烁体用于长中子计数器测平均中子能量；中子的直接探测；用于中高能和重离子核物理的多元件阵列快中子探测器和极化仪；用于核核查的中子源影像探测器；高入射氘核能量和高能中子的伴随粒子技术等７个方面     

MC法模拟不同中子源激励铀材料中子和γ飞行时间谱

为探索中子源激励探测铀材料应用技术,基于Geant4平台建立了中子源激励铀材料模拟中子和γ飞行时间谱的数学模型,模拟计算了利用不同中子源激励铀材料、使用不同探测器计数的中子和γ飞行时间谱,结果与已有相应实验谱特征相符。模拟结果表明:D-D和~(252)Cf源激励得到的中子和γ飞行时间谱有明显差异;在相同激励源和测量几何条件下,使用液体闪烁体探测器和塑料闪烁体探测器记录到的中子和γ飞行时间谱基本相同。本文结果可为外中子源激励探测铀材料技术研究提供参考。