CsI(Tl)晶体探测WIMP实验中反冲核与电子信号的甄别

研究了CsI(Tl)晶体探测器中反冲核信号与电子信号的甄别能力.利用参数"tbar"来描述反冲核信号与电子信号两种脉冲波形的特性,并以此来甄别两种信号.对品质因子K的研究表明,脉冲甄别方法的甄别能力随反冲核信号与电子信号能量的降低而减弱.通过这一脉冲甄别方法,对于CsI(Tl)晶体探测器而言,可以区别反冲核信号与电子信号的最低的阈是25个光电子.     

CsI（T1）晶体探测WIMP实验中反冲核与电子信号的甄别

研究了CsI（T1）晶体探测器中反冲核信号与电子信号的甄别能力。利用参数“tbar”来描述反冲核信号与电子信号两种脉冲波形的特性，并以此来甄别两种信号。对品质因子K的研究表明，脉冲甄别方法的甄别能力随反冲核信号与电子信号能量的降低而减弱。通过这一脉冲甄别方法，对于CsI（T1）晶体探测器而言．可以区别反冲核信号与电子信号的最低的阈是25个光电子。     

CsI(Na)闪烁薄膜对重带电粒子时间响应实验研究

为发展具有粒子甄别能力的空间带电粒子辐射场测量的闪烁探测技术,本文采用单光子计数方法测量了片状CsI(Na)晶体在质子、锂离子和氧离子激发下的衰减时间曲线,结合CsI(Na)对脉冲X射线瞬态响应的波形分析,结果表明,CsI(Na)晶体对质子、重带电粒子和电子展示出完全不同的衰减时间特征。基于CsI(Na)材料的闪烁探测器在电流型计数模式下可望实现对高能电子、质子和重离子的分辨,从而为其用于空间辐射场测量的信号波形甄别奠定基础。     

新型脉冲形状甄别器

介绍利用脉冲波形前、后沿信息所研制的新型(NaI(Tl)/CsI(Na))复合晶体探测器脉冲形状甄别器(PSD)和性能测试结果,实测表明该PSD具有最佳甄别因子>3.5,能很好地区分纯NaI和CsI信号,对康普顿事件也有很好的拒斥能力,已多次用于球载空间观测实验。     

CsI(Tl)探测器对带电粒子能量响应的入射位置依赖关系

在放射性核束物理的实验研究中,通常采用CsI(Tl)探测器对反应产物中的带电粒子进行总能量测量.使用GEANT4软件对CsI(Tl)闪烁体探测器能量响应通进行了蒙特卡罗模拟,在考虑了晶体外表面包覆材料反射率、耦合光敏二极管面积、射程等影响因素后,重点研究了CsI(Tl)闪烁体探测器对带电粒子能量响应的入射位置依赖关系....     

中能重离子在位置灵敏CsI(Tl)探测器中能损与光输出响应的关系

描述了一种双维位置灵敏CsI(Tl)探测器的结构及其读出系统,用中能次级束研究其能损与光输出关系。使用Bρ+(ΔE-TOF)方法鉴别次级束,刻度了CsI(Tl)探测器位置信号的线性,并用其光输出与入射粒子的A、Z关系刻度其能量。结果表明,CsI(Tl)探测器输出信号的ADC读出与QDC读出(即其光输出)有很好的线性关系。     

ΔE-E望远镜在~9C碎裂反应上的应用

为研究9 C的晕核结构,一套ΔE-E望远镜探测器应用在兰州放射性次级束流线(RIBLL)上进行的9 C碎裂反应实验中,用来测量反应中产生的碎片。为解决ΔE-E望远镜中硅条的干扰问题及硅条和CsI的能量刻度,利用硅条的感应信号对重离子在硅条上产生的饱和信号进行能量刻度,并通过模拟程序与事例得到的刻度点对CsI(Tl)晶体进行能量刻度。同时使用在硅条和CsI(Tl)晶体上的位置信息对反应物径迹进行重建,从而得到同一离子在硅条与CsI(Tl)晶体上信号的符合,并得到了最终的有效物理事件。     

非真空坩埚下降法生长CsI(Tl)晶体的闪烁性能

研究了用非真空铂坩埚下降法生长的CsI(Tl)晶体的在紫外和γ射线激发下的光致发光和光衰减特征,探索了CsI(Tl)晶体的发光强度和发光不均匀性与Tl离子含量和分布之间的关系以及改善晶体发光均匀性的措施.并对CsI(Tl)晶体在γ射线辐照下光输出随积分时间和辐照剂量的变化做了分析和讨论.实验表明,用这种方法所生长的CsI(Tl)晶体的发射波长、衰减时间和辐照硬度与其他方法生长的同类晶体相同.     

双指数衰减法反演NaI(Tl)探测器信号脉冲

针对涉核多样化军事任务NaI(Tl)探测器输出脉冲拖尾较长,不利于高计数条件下的能谱测量的特点,论文通过建立输出脉冲单指数衰减模型和双指数衰减模型的方法进行脉冲反演,并分别对这两种方法进行了仿真和实际信号测试。结果表明,应用双指数反演得到的冲击响应信号比单指数反演信号窄了一倍,更加接近探测器实际输出信号,可应用于多道测量系统,有助于提高系统脉冲通过能力。     

CDEX实验中CsI(Tl)晶体反符合探测器实验测试

CDEX(China Dark matter EXperiment)合作组将在中国锦屏极深地下实验室(CJPL China Jin-Ping deep underground Laboratory)利用极低能阈高纯锗(ULE-HPGe)探测器进行暗物质的直接探测。在地下实验之前,对CsI(Tl)晶体反符合探测器进行了地面的实验研究。主要包括光导的选择,光反射层的选择,CsI(Tl)晶体的高度一致性测试,不同侧面非均匀性的测试,以及所有晶体的测试结果。通过地面实验的前期工作,我们对反符合探测器有了一定认识,为地下实验做了准备。     

Particle identification using CsI(Tl) crystal with three different methods

Three pulse-shape-discrimination (PSD) methods are applied to study the particle identification (PID) by using CsI(Tl) crystal, especially for identifying light charged particles. The zero-cross time method, fast and total component method and signal rise time method are used. The experiment, data analysis and results are compared. Good PID for p, α and γ can be achieved with a CsI(Tl)-photomultiplier assembly.     

Development of a Double Layered Scintillator for Separating and Detecting Low Energy Protons and Electrons

A scintillator system consisting of a thin (5,000 ? - 15,000 ?) CsI(Tl) layer evaporated onto a plastic scintillator (NE-102) has been developed for the purpose of distinguishing low energy protons from electrons and measuring the energy of each species. Evaporations in a high vacuum (10-8 Torr) produced layers of CsI(Tl) that scintillate with an efficiency comparable to optimally doped bulk material, If the CsI(Tl) layer thickness is 15,000 ?, it stops protons with energies below 170 keV and electrons with energies below 18 keV. Thus, protons with energies between about 25 and 250 keV can be distinguished from electrons with energies above 18 keV by examining the shape of the light pulse generated in the dual scintillator. Results obtained with protons and electron beams will be presented.     

The Response of CsI(Tl) to Energy Degraded Fission Fragments

The scintillation response of a CsI(Tl) crystal to energy degraded fission fragments derived from a 252Cf spontaneous fission source has been measured over the energy ranges 34-51 MeV (heavy fragment) and 42-74 MeV (light fragment). The response to ?-ray induced electrons and to ?-particles was also measured for comparison purposes. The results indicate that the scintillation response for these particles is a monotonically decreasing function of specific energy loss.     

(α、γ)分辨在测量CsI(Tl)晶体固有放射性本底中的应用

描述了通过CAMAC－微机进行数据采集,用电荷比较法测量CsI（Tl）晶体的（α、γ）分辨性能的方法;同时利用此方法测量了CsI（Tl）晶体固有放射性含量,估算了晶体内^238U和6232Th的含量。     

CSR外靶实验终端中CsI（Tl）晶体的测试

为测量重离子加速器冷却储存环（HIRFL-CSR）的外靶实验终端上不同能量的γ射线,一种用于探测γ射线的高能量分辨的探测装置正在中国科学院近代物理研究所建设,该探测器由中国科学院近代物理研究所自行生长的铊激活的碘化铯CsI（Tl）晶体组成。与日本Hamamatsu公司生产的S8664-1010型雪崩光二极管（APD）耦合,测试其光输出的非均匀性和能量分辨,从测试结果给出了所需CsI（Tl）晶体合格的标准。目前已完成该γ探测球计划的六分之一,所提供的晶体合格率达94%以上。     

CsI(Tl)-~(241)Am恒定幅度脉冲光源

将~(241)Am长入NaI(Tl)晶格中组成恒定幅度脉冲光源,广泛地应用于光电倍增管增益监测。现在国外已有商品出售,表1列出荷兰Harshaw公司生产的NaI(Tl+~(241)Am)产品性能,反映了脉冲光源的当前水平。     

Comparison of Pulse Shape Discrimination Methods for Phoswich and CsI:Tl Detectors

Comparison of four pulse shape discrimination (PSD) methods was performed on the same digitized pulses from two different detector configurations. Beta/gamma discrimination of ⁹⁰Sr and ¹³⁷Cs was performed using a phoswich detector made of BC400 and BGO scintillators. Alpha/gamma discrimination of ²¹⁰Po and ¹³⁷Cs was performed using a CsI:Tl scintillation crystal. The pulse waveforms were digitized with a DGF-4C and analyzed offline with IGOR Pro software. The four pulse shape discrimination methods that were compared include: constant fraction discrimination (CFD), rise time discrimination (RTD), constant time discrimination (CTD), and charge comparison (CC). The CTD method resulted in a spillover of 9.2% (Figure of Merit, FOM=3.9) and 0.25% (FOM=3.2), while the CC method resulted in a spillover of 9.9% (FOM=3.3) and 0.033% (FOM=3.7) for the phoswich and CsI:Tl detectors, respectively. Although the CTD results in the lowest spillover for high signal-to-noise pulses, the optimized CC method, as implemented here, appears to be the best PSD method overall. Analysis of the reciprocal of the pulse shape data typically resulted in a significantly higher FOM than conventional methods with no reduction in spillover. This simple mathematical transformation of the pulse shape data illustrates that the FOM may not be a good scheme for the quantification of PSD     

8×8单元CsI(Tl)探测阵列研制

描述了1个8×8单元CsI(Tl)探测阵列的结构和工作原理。探测阵列的每个单元是由1块前表面21 mm×21 mm、后表面23.1 mm×23.1 mm、高50 mm的CsI(Tl)棱台、1块光导和光电倍增管组成。在兰州放射性次级束流线(RIBLL)上对探测阵列进行测试,得到探测阵列对30 MeV质子的能量分辨可达2.7%,对170 MeV7Be可达1.5%,可很好地用于放射性束物理实验中带电粒子的鉴别。