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。     

NaI(Tl)晶体对γ射线响应函数的蒙特卡罗计算

本文用蒙特卡罗(Monte Carlo)方法,计算了NaI(Tl)晶体对能量直到25 MeV的γ射线的响应函数、能量沉积谱、探测效率及光电比。探测器可为裸晶体,也可带反射层。γ射线源为点或圆盘源,各向同性发射,放在探测器前方,圆盘中心可偏离探测器轴线。考虑的物理机制较为完善。计算结果与实验和其它计算值符合较好。     

ICI探测器单位γ灵敏度研究

探测器灵敏度及其能量响应特性在探测器的设计和研制过程中占有十分重要的地位.从理论和实验两个方面研究了ICI探测器的γ灵敏度及其γ射线能量响应特性.在60 Co 1.25MeV γ辐射源装置上进行实验测量得到ICI探测器的单位γ灵敏度为1.8×10-20 (±5%)C·cm2 ,理论计算的单位γ灵敏度为1.78×10-20 C·cm2 (γ能量1.25MeV),理论和实验结果符合得较好.研究结果表明,入射γ射线能量在1～10MeV范围内变化时,ICI探测器具有平坦的γ灵敏度响应曲线.     

LaBr_3:Ce(5%)闪烁探测器的MC研究

近年来一种采用LaBr3:Ce晶体的闪烁探测器被研发出来,这种新型探测器比NaI(Tl)探测器具有更高的能量分辨率,在662 keV大约为3%。利用蒙特卡罗通用程序MCNP4C分别模拟计算了LaBr3:Ce晶体和NaI(Tl)晶体的γ能谱,模拟能谱与相应的实验测量能谱符合很好。研究还发现晶体尺寸大小对能量分辨率没有影响,能量分辨率不随晶体体积的增加而提高。同样晶体尺寸下通过模拟探测不同入射能量γ射线的峰总比R(E)计算值与NaI(Tl)晶体的模拟值和实验值比较发现,LaBr3:Ce晶体对中高能量γ射线的探测效率较高,而在较低能量时探测效率低于NaI(Tl)晶体。     

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.     

PET探测器晶体研发现状

本文综述了PET系统γ探测器晶体的研发现状。重点介绍了Na I(Tl)、BGO、LSO/LYSO和CZT的γ探测效率、光产额、光谱、光衰减时间常数、能量分辨率等性能,以及它们对临床PET和小动物PET的整机尺寸、位置分辨率、散射分数以及灵敏度等性能的影响。论文比较了部分国产PET系统和国外PET系统的性能,可为我国PET系统γ探测器晶体的研发与应用提供参考和借荐。     

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.     

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。     

平面型CdZnTe探测器的能谱特性模拟

CdZnTe(CZT)探测器是一种高原子序数的化合物半导体探测器，具有体积小、探测效率高、可在常温环境使用等特点，广泛应用于X、γ射线探测领域。为了更好地研究CZT探测器能谱特性的影响因素，通过Geant4软件建立探测器几何模型，模拟计算CZT晶体的本征探测效率和吸收率；根据Hecht公式计算电荷收集效率，通过收集晶体中的沉积能量和位置信息得到γ射线能谱；通过分析晶体的物理特性，探索其对探测器性能的影响。模拟计算结果表明：电荷收集不完整是影响探测器能谱性能的重要因素，当能量低于50 keV时，γ射线谱基本不受空穴尾迹的影响，而能量在50～100 keV的γ射线能谱受空穴尾迹的影响较为明显，高于100 keV的γ射线能谱受空穴尾迹的影响逐渐加重。通过增加偏压的方式可以降低空穴尾迹对能谱的影响，同时偏压的增加会使峰位产生偏移，偏移程度受最大电荷收集效率的影响。     

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。