聚碳酸酯快中子反冲径迹的电化学蚀刻研究

我们研制了一台供扩大固体内核径迹用的电化学蚀刻装置。它可以输出电压和频率皆可调的正弦波(电压0—1100伏,频率50—5000赫)。采用聚碳酸酯膜记录快中子引起的反冲核径迹。对径迹蚀刻的几个主要参量如电场强度、频率、蚀刻时间和蚀刻液的浓度等进行了研究,还对聚碳酸酯的中子灵敏度、能量响应、方向响应、径迹稳定性及本底进行了测量。对于180微米厚的聚碳酸酯膜,实验确定的最佳蚀刻条件为:电场强度13.5千伏/厘米,电场交变频率2.5千赫,6N KOH,15℃,5小时。在此条件下,电化学蚀刻的快中子反冲径迹平均直径约为50微米;对~(252)Cf、AmBe、4.0和14.8兆电子伏中子的灵敏度分别是2.7×10~(-7)、1.8×10~(-6)、2.2×10~(-6)和3.7×10~(-6)(径迹/中子);经预蚀刻的本底径迹密度约为8(径迹/厘米~2)。实验表明,固体核径迹探测器电化学蚀刻方法的显著优点是,它能把反冲核径迹放大成清晰可见的放电蚀坑,从而使径迹测量变得相当简单、快速和可靠。     

聚碳酸酯径迹探测器中的径迹响应和记录时温度的关系

我们准备用国产聚碳酸酯径迹探测器(朝阳塑料厂生产)探测自然界磁铁矿中的磁单极子。这一实验需要在液氮环境温度下进行。为此,我们研究了探测器温度对它记录裂片径迹的影响。径迹响应是以径迹蚀刻速度V_t和总体蚀刻速度V_g之比V_t/V_g表示。     

CR-39塑料反冲径迹个人中子剂量计

本文叙述了一种用于测量中子剂量的“直接相互作用”型的CR-39塑料反冲径迹个人中子剂量计。该剂量计对~(241)Am-Be源的中子注量灵敏度约为(2.10±0.05)×10~(-4)径迹/n,可探测的中子注量下限约等于2.11×10~5n/cm~3,相应的中子剂量当量为7.81×10~(-5)Sv。总误差估计不超过±20％。     

硝酸纤维素固体径迹探测器的蚀刻行为

用径迹直径法测定富士膜的灵敏度,测定5.15MeV α粒子径迹蚀刻曲线起始部分的斜率d_5和1MeV α粒子径迹蚀刻曲线的斜率d_1,按下式计算V_t/V_g:V_t/V_g=[1 (d_5/d_1)~2]/[1-(d_5/d_1)~2]。用目镜测微计测量α粒子径迹直径,用最小二乘法计算蚀刻曲线斜率。实验结果如下。     

用硝酸纤维素固体径迹探测器记录质子

本文提出一种测定硝酸纤维素径迹探测器纪录质子相对灵敏度的方法,并用该方法确定了富士膜的最佳蚀刻条件。在此蚀刻条件下,测定了富士膜记录质子的灵敏度和效率。     

快中子能谱在线测量的反冲质子望远镜响应模拟研究

快中子能谱是基于散裂中子源开展大气中子单粒子效应研究的关键输入参数,在线测量宽能区快中子能谱在近散裂靶位置面临飞行时间法不确定度大、中子通量高、本底干扰强等问题。设计了反冲质子望远镜(RPT)系统,利用Geant4模拟了20～200 MeV中子轰击不同厚度聚乙烯转换靶产生的反冲质子产额、角分布以及能谱,为优化探测系统设计提供了指导依据。通过模拟硅探测器与新型快响应CLLB闪烁体组成的二重符合RPT系统对入射中子的响应,分析了影响探测系统探测效率和能量分辨率的因素,确定了聚乙烯转换靶厚度为1 mm、符合质子探测器摆放角度为26.6°和探测器尺寸等重要参数,得到了RPT系统的中子响应函数矩阵,并计算了其探测效率达10-5,对高中子通量和复杂本底干扰环境下的快中子能谱在线测量具有指导意义和参考价值。     

聚碳酸酯径迹微孔滤膜的制备和应用

重的带电粒子垂直射入绝缘固体的薄膜,如果粒子的射程大于薄膜的厚度,则形成一穿透的狭窄的辐射损伤区。用适当的化学试剂蚀刻,由于辐射损伤区的蚀刻速度大于未受损伤区材料本身的蚀刻速度,因此在损伤部分形成穿透薄膜的微孔,它具有规则的几何形状,这种具有穿孔的薄膜叫做径迹微孔滤膜。它的孔径范围约为0.01～10μm,这种滤膜的优点是:孔径均匀,孔径大小和孔密度容易控制。它是研究固体径迹探     

聚碳酸酯固体径迹探测器电化学蚀刻基本特性的研究

塑料高分子聚合物固体径迹探测器如聚碳酸酯(C_(16)H_(14)O_3)n、硝化纤维素(C_(12)H_(16)N_4O_(18))n等,本身含有碳、氮、氧成分。快中子同这些物质的原子核发生作用产生反冲核。反冲核是由快中子诱发的次级带电粒子,它们在聚合物上造成电离损伤。电离损伤区域同其它地方比较,具有较高的导电性。电化学蚀刻时,将聚合物薄膜置于一电压足够大的交流电场中,促使在电离损伤区域有较大的电流通过而发生有“选择性的”     

温度对硝酸纤维素固体径迹探测器记录轻粒子的影响

富士硝酸纤维素塑料膜(日本富士胶片厂生产。以下简称为富士膜)是一种比较灵敏的固体径迹探测器。硝酸纤维素塑料的性质不稳定,轻粒子产生的辐射损伤小,温度不论对塑料本身性质还是对潜径迹都有显著影响。因此,研究温度的影响对于正确使用该探测器、获得可靠实验结果是十分必要的。     

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。     

硝酸纤维素薄膜的制备

硝酸纤维素薄膜是灵敏度较高的固体径迹探测器材料。采用简便的、精确的火花计数技术,能对较大面积的硝酸纤维素径迹探测器上的低、中径迹密度的α粒子进行迅速、正确的计数。本文重点对我们研究和使用的一种适合于火花计数的硝酸纤维素薄膜的制备作了介绍,此外,还介绍了薄膜的探测性能。 为了能制备一批数量较多的、性能均匀的薄膜,我们采用浸涂法在自制的半机械化连续涂膜装置上制膜(装置见图1)。     

薄塑料径迹探测器的电化学蚀刻

固体径迹探测器的电化学蚀刻法是Tommasion在1970年首先提出的,近几年来这种技术发展很快。此方法是把带有α粒子。裂变碎片和反冲核潜迹的固体径迹探测器薄膜放在蚀刻液中,在薄膜两边加上交变电场。这样蚀刻作用便大为加强,径迹直径可达100μm以上,能用肉眼观察。 但是电化学蚀刻要求薄膜厚度在100μm以上,如果小于100μm,薄膜容易击穿短路,使得电化学蚀刻难于进行。本文描述薄膜径迹探测器的电化学蚀刻方法以及观察到的现象。     

塑料核径迹探测器CR-39(DOP)的记录温度特性

1979年,Thomson等首先发现了塑料核径迹探测器对核粒子的响应(即径迹蚀刻速率V_T)与粒子照射时探测器的温度(即记录温度)有关。之后,又进行了一些测试。初步得出了如下结论: 1.记录温度对V_T的影响虽不如蚀刻溶液温度的影响那样大,但也是不可忽视的。随着记录温度的降低,V_T增大。在18—78℃范围内,记录温度每改变1℃,平均引起V_T的变化为     

日光对聚碳酸酯径迹探测器(PCTD)灵敏度的影响

利用~(252)Cf裂片研究了日光和室内散射光对PCTD灵敏度的影响。结果表明,日光和室内散射光能使PCTD的灵敏度显著增高。由于两者的光强不同,在相同辐照时间内,日光对PCTD灵敏度的影响比室内散射光大。     

用作固体径迹探测器的硝酸纤维薄膜的制造

本文介绍了硝酸纤维薄膜的制造工艺过程。制成的硝酸纤维薄膜作为固体径迹探测器使用,它适用于探测铀、钍矿物放出的α粒子。 硝酸纤维素习惯地叫做“硝化棉”代号CN,硝化棉在工业上用途较广,如用于制造火药、炸药、软片、喷漆及塑料等。一般工业上按硝化度的高低和用途的不同来分类和命名。     

一种高灵敏度的醋酸纤维素固体径迹探测器

为了寻找具有高灵敏度的记录轻粒子的固体径迹探测器材料,对几种国产醋酸纤维素膜进行了筛选,发现其中上海感光胶片厂生产的电影胶片片基灵敏度最高,进一步研究了蚀刻条件对记录。粒子相对灵敏度的影响,确定了最佳蚀刻条件。在此条件下,这种探测器记录α粒子的灵敏度高于8.78兆电子伏,超过现有的醋酸纤维素固体径迹探测器记录α粒子的灵敏度,与最灵敏的硝酸纤维素固体径迹探测器记录α粒子的灵敏度相近。     

矿物径迹探测器的特性、方法和应用

矿物径迹探测器是固体径迹探测器中种类最多、数量最大和性质独特的一类探测器。天然矿物是地壳、     

国产醋酸纤维素和Makrofol-E塑料径迹探测器的蚀刻条件确定

为寻找宇宙线中的长寿命重电离粒子,1981年我们用醋酸纤维素(CA,140μm厚)和Makrofol-E(西德产,300μm厚)组装成探测器(4.05m~2),放置在海拔5500m的甘巴拉山上,1982年已回收。CA和Makrofol-E有多种蚀刻条件,有必要从中找出适于大面积蚀刻的条件,这对于我们今后在宇宙线研究中,大面积使用CA和Makrofol-E是有益的。对宇宙线中重离子蚀刻条件的选择需要考虑的因素较多,本工作仅在探测器灵敏度方面初步作了一些     

塑料径迹探测器蚀刻槽控温精度的改进

塑料径迹探测器的电荷分辨本领决定于材料本身结构的均匀性、蚀刻温度的稳定性、蚀刻液浓度的一致性等。特别在宇宙线实验中,探测器的面积大、数量多,需要大容积的蚀刻槽,有时还需要分批进行蚀刻。所以,蚀刻温度的控制以及槽内温度的分布对于探测器的电荷分辨本领有着重要的影响。塑料径迹探测器的蚀刻速率V与蚀刻温度T有如下关系: