硅光电二极管闪烁探测器

本文介绍了硅光电二极管闪烁探测器的组成，性能、应用及其试验验证。     

CsI(Tl)晶体的APD前端读出特性研究

雪崩光电二极管(Avalanche photodiode,APD)体积小、探测效率高、内置增益、对磁场不敏感,但其内置增益、输出脉冲信号的信噪比受偏置电压与温度影响明显。将APD作为Cs I(Tl)闪烁晶体的光电读出器件,并配以低噪声的电荷灵敏前置放大器,组成闪烁探测器的探头。在不同的偏置电压与温度下,测试了该探头组成的闪烁探测器的能量分辨率。实测表明,偏置电压、温度将影响探测系统的能量分辨率,在室温且APD两端的偏置电压为370 V时,对能量为662 ke V的γ射线能量分辨率为4.98%;在-20-40oC内,能量分辨率随温度的降低而提高。     

硅二极管＋Csl晶体γ射线探测器的研制进展

核材料的长期自动监测需要合适的放射性探测器。本工作采用CsI晶体耦合硅二极管制作探测器。γ射线作用于CsI晶体,激发荧光,硅二极管收集荧光并产生电信号,从而实现对γ射线的探测。 硅二极管选用10mm×10mm,与之匹配的晶体类型有10mm×10mm×5mm、10mm×10mm×15mm、10mm×10mm×40mm、25mm×25mm×40mm等,结合前放电路和γ谱仪,进行了核材料γ射线模拟测量研究。 通过对2g高浓铀的比对实验表明,耦合CsI小晶体具有较好的能量分辨,但探测效率     

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。     

恒温控制下的硅雪崩光电二极管单光子探测器的研制

介绍了一个基于工作在低温恒温系统中的硅雪崩二极管的单光子探测器的研制工作,详细叙述了研制背景、系统结构、工作原理和测试结果.     

基于PIN光电二极管的个人辐射探测器研制

为使公众能自行探测所处环境的辐射水平,本文利用PIN光电二极管直接测量X/γ射线的原理研制了便携式环境辐射探测系统,该系统采用智能终端控制探测设备。其中,探测模块中设计了弱信号放大电路,控制和通信模块的设计基于无线微控制器。该环境辐射探测器具有低成本、低功耗、体积小、易使用、易组网等特点。经国防科技工业电离辐射一级计量站检定,探测器各项指标均符合国家剂量仪鉴定规程JJG 521-2006的要求。     

基于PIN光电二极管的个人辐射探测器研制

为使公众能自行探测所处环境的辐射水平,本文利用PIN光电二极管直接测量X∕γ射线的原理研制了便携式环境辐射探测系统,该系统采用智能终端控制探测设备.其中,探测模块中设计了弱信号放大电路,控制和通信模块的设计基于无线微控制器.该环境辐射探测器具有低成本、低功耗、体积小、易使用、易组网等特点.经国防科技工业电离辐射一级计量...     

新型溴化镧闪烁晶体探测器研制

采用优选的封装材料及优化的工艺,将Φ1.5"×1.5"的LBC闪烁晶体与R6231-100光电倍增管直接耦合,并整体封装在铝合金外壳中,制成新型溴化镧闪烁晶体探测器。该探测器的能量分辨率为2.8%(~(137)Cs),在500 keV~1400 keV范围内能量响应的非线性为0.96%,脉冲幅度随探头方向的变化量为0.2%,在-30至+40℃范围内脉冲幅度输出的温度系数为-0.65%/℃。探测器除了来自于~(138)La的0.077cm~(-3).s~(-1)本底辐射外,还有来源于~(227)Ac及其子体的0.99cc~(-1).s~(-1)本底辐射。     

一个CsI（T1）探测器脉冲形状分辨p,a和r的电路

本文描述了一个用于（中子、带电粒子）核反应双分载面测量中分辨ｐ，ａ和ｒ的脉冲形状电路的研制，性能测试，使用该电路，可以满意地分辨ｐ，ａ和ｒ。     

低能X射线工业CT探测器光电转换效率的研究

光电转换效率是低能工业CT探测器的重要性能参数。分析了几种常用闪烁晶体的发光效率、几何尺寸、发光波长等参数对光电转换效率的影响,并通过实验测试比较了不同厚度(闪烁体沿X射线方向的尺寸)的CsI(TI)和CdWO4闪烁体探测器的光电转换效率。证明在低能工业CT中,CsI(TI)比CdWO4更适合用作X射线探测器闪烁体材料,且闪烁体的厚度对光电转换效率的影响很大。这对优化工业CT系统探测器闪烁体的选型与尺寸设计具有一定的参考价值。     

Applied Moving-Temperature-Gradient Technique for CsI(Tl) Crystal Growth

A simple high-temperature furnace with two independent heating zones was developed based on the moving-temperature-gradient concept with an operating range of 400 to 1,200°C. Programmable temperature reduction rates of the two heating zones are independently controlled in a closed chamber for better thermal stability throughout the growth zone. In order to eliminate the driving mechanism and reduce subtle vibration, which could adversely affect crystal quality, the charge crucible and furnace are made stationary during the growth process. Measurement results of temperature distributions of gradient drifting rates at various positions along the growth zone are presented. The growth of CsI(Tl) scintillation crystals prepared from a mixture of 99.9% pure CsI powder and Tl powder, using the growth rate of 1 mm/h, temperature gradient of 25.5°C/cm, and temperature gradient drift rate of 2.5°C/h, was achieved with crystal sizes of 10 and 22mm diameter, both 70mm in length. Test results of gamma energy resolution at 662 keV of Cs-137 spectrum measurement revealed a resolution of 7–9%.     

Maximum scintillation yields in NaI(Tl) and CsI(Tl) crystals estimated from the scintillation model for liquid rare gases

The maximum scintillation yields in NaI(Tl) and CsI(Tl) crystals were estimated theoretically by applying the scintillation model for liquid rare gases to crystal scintillators. Average energies required to produce one scintillation photon in the maximum scintillation yield, W_so, were estimated to be 10.6 ± 0.3 or 11.6 ± 0.3 eV for NaI(Tl) and 11.6 ± 0.3 or 12.5 ± 0.3 eV for CsI(Tl). The new experiment on scintillation yields gives W_so of 10.8 ± 2.0 eV for NaI(Tl) and 11.3 ± 2.1 or 9.3 ± 1.7 eV for CsI(Tl). The values show good agreement with the theoretical estimations. These results demonstrate that the scintillation model in liquid rare gases is applicable to inorganic scintillators such as NaI(Tl) and CsI(Tl) crystals.     

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。     

半导体探测器的厚度确定及CsI(Tl)的刻度

根据核反应过程中发射带电粒子在硅半导体中的最大能量沉积,利用带电粒子在硅半导体中的阻止本领曲线,同时实现半导体探测器的厚度确定及与之组合的CsI(Tl）的刻度。     

自制CsI(Tl)晶体的光输出非均匀性

实验测试了中国科学院近代物理研究所制备的9根大尺寸闪烁晶体样品(40mm×40mm×300mm)的光输出及其非均匀性。使用了多种光反射材料和包装方法对样品进行包装,对其光输出及其非均匀性进行测试。对实验数据进行分析,确定了大尺寸晶体的最佳读出端和包装方法。在测试中,所有CsI(Tl)闪烁晶体样品的光输出非均匀性均好于7%,部分样品可达到2%左右。结合本次实验结果,对影响CsI(Tl)晶体光输出非均匀性的因素进行了简要分析。     

高温气冷堆球流检测系统中CsI(Tl)探测器温度影响研究

为保证球床式高温气冷堆（PB-HTGR）球流检测系统投影数据获取过程中输出信号的稳定性,需对探测模块输出暗电流的稳定性进行分析。本文随机选取了2组CsI(Tl)探测器模块作为研究对象,并专门设计了温度及暗电流的控制和测量装置,分析了模块暗电流的输出特性及其控制要求。实验结果表明：各探测单元输出暗电流随温度的变化呈近似指数变化,且室温下温度波动±2 ℃时第32路单元的暗电流波动达8 pA。因此需对探测系统进行温度控制,同时分析实验数据并结合暗电流稳定性的控制要求,提出检测系统的最佳温控范围为（18~22） ℃,对应的温控精度为（±0.92~±0.21） ℃。     

Scintillation Characteristics of Thin NaI(Tl) and CsI (Tl) Layers Fabricated by Vacuum Deposition

The scintillation characteristics of thin vacuum-deposited layers of NaI (Tl) and CsI (Tl) were investigated. Scintillation layers with thicknesses ranging from 0.2 to 20 mg/cm2 were evaluated as detectors with 6- and 22-keV x rays. In this energy region they were found to be comparable in performance to the thicker, commercially available NaI (Tl) and CsI (Tl) scintillation crystals. Fabrication methods, scintillator evaluation techniques, and applications in selective low-energy x-ray detection will be reported.     

The Fluorescent Decay of CsI(Tl) Excited by Charged Particles

The fluorescence from a CsI(0.08% Tl) scintillator excited by charged particles which come to a stop within the scintillator has been measured for alpha particles, deuterons, and protons. In the region 0.1 to 0.6 microseconds after its initial rise, the fluorescent decay can be accurately described by a simple exponential. The characteristic time for this exponential decay has been measured at several energies up to 28.7 MeV for a particles and 7.2 MeV for protons. We have found a linear relationship between this decay time and the logarithm of the particle energy, ? = k ln E + ?o, where k and ?o are constants which are characteristic of the type of stopping particle.