CR—39探测器的α粒子径迹研究

研究了以KOH作蚀刻液、恒温60℃蚀刻时CR-39探测器的α粒子径迹情况。实验表明,α能量越低则径迹显现时间越短;能量低至70keV时,CR-39就不能显出径迹。径迹直径随蚀刻时间延长而增大。能量1—4MeV时径迹随能量变化较快;超过4MeV时,这一变化逐渐减小。当α粒子的入射角大于40°时,实际角度和根据径迹参数而求得的角度非常一致;而小于此角时,两者相差较大。     

CR-39探测器对α粒子入射角度和能量响应的实验研究

为掌握固体径迹探测器CR-39对α粒子的入射角度和能量响应特性,通过建立1个可调节α粒子的入射角度和入射能量的241Am源照射系统,进行了不同入射角度和入射能量的α粒子照射CR-39探测器的实验研究,比较了不同照射条件下的径迹密度.实验结果表明,CR-39对α粒子的能量响应下限约为0.5 MeV,对入射角度响应的上限约为70°.本研究结果可为优化设计测氡的扩散杯(瓶)、提高其对氡的探测效率等提供科学的指导依据.     

国产CR-39塑料膜测量α粒子的研究

选用国产CR-39测量α粒子的实验研究结果表明:该材料经α标准源照射后,加以化学预蚀刻、电化学蚀刻,可得到清晰的树状径迹。在入射条件一致情况下,α粒子注量与产生的径迹密度呈线性关系。相对探测效率为20％。平均本底径迹为0.2个/mm~2。     

CR39探测器的带电粒子能量响应研究

为在神光系列激光装置上开展惯性约束聚变(ICF)带电粒子诊断,通过0.7~10 MeV加速器质子源和241 Am放射性同位素α粒子源完成了CR39探测器的质子和α粒子能量响应实验研究,结合TRIM程序和半经验模型建立了CR39刻蚀动力学模拟程序,模拟分析了p、D、T和α粒子在正入射和斜入射条件下CR39的径迹形状与能量响应特征,对多种ICF带电粒子谱仪的CR39探测器单元的设计提出了优化方案。     

α/β粒子在不同类型探测器上的能量响应及其等效因子的一致性

通过测量不同类型探测器或同一类型探测器不同台（路）对不同能量α/β放射性粒子的计数效率和等效因子,比较它们之间等效因子的一致性,探讨各类型探测装置在总放射性测量中的适应性。结果显示,常用的3种探测器即复合有机闪烁体、流气式正比计数器、金硅面垒半导体探测器对总α和总β粒子的计数效率-粒子能量关系总体上一致,总α计数效率与能量呈指数关系,总β计数效率与能量呈对数关系,低能β出现偏转。3种探测器能量响应比对的实验结果显示,复合有机闪烁体和流气式正比计数器两者的α和β等效因子具有良好的一致性,而金硅面垒半导体探测器对α测量的等效因子与前两种探测器相似,但是对β粒子的能量响应有显著差异,低能β等效因子明显偏低,因此金硅面垒半导体探测器不宜于总放射性测量和食品卫生检验。     

伴随α粒子探测器初步研究

针对高浓铀特性快速探测技术研究的需要,开展了伴随α粒子探测器研究工作。     

长程α粒子探测器研究进展北大核心CSCD

α粒子射程短,常规α放射性活度直接测量方法难以测量不规则表面及管道内等区域的α放射性活度。长程α粒子探测器(long-rangeαdetector,LRAD)是目前用于此类区域α放射性污染的有效测量手段之一,被广泛应用于坑洞、核设施管道内等难以近距离测量环境的α放射性活度监测。本文介绍了LRAD的基本原理、发展及现状,并展望了LRAD的应用前景及发展方向。     

固体径迹探测器对P和α粒子的甄别

本文比较了国产硝酸纤维素和两种厚度的醋酸纤维素膜片的一般性能,并着重从实验上介绍了这些膜片对质子和α粒子的甄别性能。最后选择了140μm厚的醋酸纤维素作为阻塞效应测核寿命实验中所用的固体径迹探测器。     

硅光伏探测器探测α粒子研究

采用蒙特卡罗方法计算了硅光伏探测器探测α粒子的能量分辨率等参数,通过实验测得了其α谱和探测效率。实验表明,硅光伏探测器对α粒子具有较高的探测效率和能量分辨率,受β、γ射线影响小,非常适合用作α粒子探测器。     

YAP伴随α粒子探测器的研制

研制了一种可安装于D-T中子发生器内的伴随α粒子探测器.该探测器选用直径30 mm、厚0.5 mm的掺铈铝酸钇(YAP:Ce)闪烁体,可密封于D-T中子发生器内.采用蓝宝石玻璃作耐高温光学法兰,粒子在YAP闪烁体中产生的光信号经过蓝宝石玻璃传到光电倍增管光阴极上.光电倍增管阳极输出α粒子的电脉冲信号.探测器输出负信号的前沿下降时间约为6 ns;对241Am 5.486 MeV α粒子的能量分辨率约为5.4％.在高压倍加器用作D-T中子源时,在15 kcps计数率下,该探测器对3.5MeV伴随α粒子的能量分辨率约为27％,峰谷比达到10:1.YAP闪烁体及蓝宝石玻璃经8 h400℃烘烤后,该探测器的时间性能和能量分辨性能未发生改变.实验表明研制的探测器满足了密封D-T中子发生器的制造工艺要求,可安装于小型D-T中子发生器内用作伴随α粒子探测器.     

CR39中子个人剂量计性能实验研究

中子个人剂量监测是外照射职业监测的重要组成部分。从CR39探测中子的原理和剂量计的结构出发,对CR39中子个人剂量计的能量响应、角度响应以及对镅铍中子源产生的中子注量响应等性能进行实验,结果表明中子注量灵敏度与中子能量和入射角有较强的中子依赖性,入射中子的临界角约为64°,该批CR39对241Am-Be源的中子注量灵敏度约为2.24×10-4trs/n。     

测量CR39径迹参数求解中子源能谱

通过测量中子在ＣＲ３９固体核径迹探测器中形成的垂直迹参数来测量中子源快中子能谱,提出了蚀刻厚度修正系统的新概念,解决了特征参数和的求解问题,使ＣＲ３９探测器用来探测快子中能谱由设想变为现实。     

CR-39测量中子能谱响应函数的计算

计算了在一定的化学和电化学蚀刻条件下,由聚乙稀、铅(金)和CR-39组成的叠层探测器的响应函数(1～20 MeV)。计算结果表明,叠层探测器的响应函数分布近似为高斯分布,由铅组成的探测器的响应函数的半高宽比由金组成的探测器的响应函数的半高宽窄,由前者组成的探测器测量中子能谱分辨率高于后者。     

基于CR39固体核径迹探测器的低能中子剂量测量方法初步研究

本文给出了一种采用固体核径迹探测器测量低能(0.5 eV以下能量)中子的双片径迹计数方法,利用蒙特卡罗模拟和实验,统计分析了低能中子引起的探测器单位面积径迹密度。结果显示,采用双片径迹计数方法,实现了CR39对于低能中子的响应,可以对低能中子引起的个人剂量进行估算。应用在中子职业个人剂量监测时,有效甄别了背景径迹的影响,因而降低了测量误差,对减小中子个人剂量监测的测量不确定度也是一个可行的方法。     

碘化钠探测器能量响应补偿的模拟研究

基于硬件补偿-屏蔽法,提出了一种简单确定碘化钠探测器铅补偿体尺寸的方法,可简化试验以及模拟方面的工作。该方法结合探测器的原始能响和铅补偿体的空隙率-厚度曲线,可便捷地得到补偿体尺寸的参考值,进而通过适当调整空隙率-厚度值来确定最佳铅补偿体的尺寸。     

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。     

Factors Affecting Etching Properties of CR-39 Detector for Alpha-Particles

Several factors affecting the track registration performance of CR-39 detectors were studied, adopting as intermediate criterion of detector performance the diameters of etch pits left by normally-incident α-particles. Measures that have been proposed for enhancing detector performance, such as stirring and by ultrasonic vibration applied during etching have proved not to be effective: While these measures increased the etch pit diameters to some extent, the same measures were found to accelerate in keeping also the bulk etching rate, so that the increase observed in the etch pit diameters could not be attributed to enhancement of track registration sensitivity, which is the ultimate criterion of detector performance. Contamination of detector surface with finger grease transferred upon manipulation with bare hand proved not to influence even the intermediate criterion of etch pit diameter. Nor was this criterion influenced by the presence in etchant solution of etched products up to a concentration of 5 g/l. On the other hand, the etch pit diameters were found to be influenced beyond negligible extent by environmental factors such as humidity and temperature even within the range of normal variations occurring in the natural environment, and these factors thus require taking into account in order to ensure consistent measurements with CR-39 detector.     

Development of Cell Chip Based on Track Detector for Examination of Biological Damage by Alpha Particles

A cell chip was developed for the examination of biological damage of cells irradiated by high-energy alpha particles. A CR-39 track detector was employed as a chip substrate to identify high-energy charged particles traversing target cells. Moreover, the patterning of a photopolymer layer spatially controlled the cellular adhesiveness on the chip substrate. HeLa cancer cells were cultured on a micropatterned photopolymer layer. In this way, all the cells on the chip were individually addressed through the block number in the photopolymer pattern. The biocompatibility of the cell chip was examined through a viability test with fluophor reagent and measurement of the cell proliferation rate. HeLa cancer cells on the chip were irradiated with alpha particles and stained with a fluorescent probe molecule for DNA damage detection. The CR-39 substrate was etched by means of an alkali solution during cell incubation. The HeLa cells and alpha tracks were successfully observed by microscopy at once. It was confirmed that fluorescent spots corresponding to DNA damage were located in the direction of the major axis of oval alpha tracks.