钢与工程塑料的D—T中子透射性能测量

以ns-200加速器D-T中子源照射钢(材料型号为Q235)与工程塑料圆柱样品,样品尺寸为φ30 cm×10 cm,利用尺寸为φ5.08 cm×5.08 cm的BC501A液体闪烁探测器分别测量得到中子透射率。利用影锥法测量并扣除环境本底,利用~(22)Na标准γ源对探测系统的能量线性进行刻度,利用伴随α粒子法测量中子源强,采用(n,γ)甄别技术扣除γ信号的干扰,对于低能区(n,γ)分辨引起的中子计数损失,采用高斯拟合通过二维多道谱仪进行了修正。实验得到钢的D-T中子透射率为0.408,工程塑料的D-T中子透射率为0.73。结果表明,工程塑料的D-T中子透射性能优于钢材料的。     

提高塑料闪烁体n/γ甄别能力的一种新途径

在强脉冲束中子、γ混合辐射场中,一般使用塑料闪烁体探测器测量中子注量,为了尽可能地减少γ辐射的干扰,需要提高塑料闪烁体的n/γ甄别能力.利用电子与质子在磁场中的偏转半径不同,提出一种提高塑料闪烁体n/γ甄别能力的新途径,并采用Geant4输运程序探讨了该探测方法的可行性,模拟结果表明:该方法使用较薄的闪烁体和磁铁构成探...     

用于放射性惰性气体总β测量的组合探测器的厚度的确定

确定用于放射性情性气体总β测量的组合探测器塑料闪烁体和BGO的厚度。利用MCNP4C程序软件对塑料闪烁体和BGO组成的100种厚度的组合探测器,4种不同能量的γ光子的计数率进行计算,选择出一组使塑料闪烁体和BGO对不同能量γ光子计数率最接近同比关系的厚度组合,从而实现扣除塑料闪烁体中的γ计数,测定放射性情性气体中总β计数的目的。结果表明,塑料闪烁体为1cm厚、BGO为3 cm厚时,可以为最终设计探测部件的尺寸提供重要参数。     

含硼塑料闪烁体的中子-γ甄别

含硼塑料闪烁体在中子探测方面具有许多优良特性,由于~(10)B具有很高的慢中子俘获截面,氢具有很高的快、慢中子散射截面,因此能够实现对慢中子和快中子的同时探测。为有效区分中子和γ事件,用过零时间法对含硼塑料闪烁体BC454的中子-γ甄别能力进行了实验测量。三组对比实验的结果表明,脉冲上升时间谱存在三个明显的高斯分布,它们从左到右依次分别对应于γ射线、快中子和慢中子,因此BC454具有一定的中子-γ甄别能力,能够进行快、慢中子的同时测量。     

中子探测用有机闪烁体的研究进展

中子探测中,由于存在非弹性散射和慢中子捕获等作用,形成了n/γ混合辐射场,增加了中子探测的复杂性。有机闪烁体因其闪烁效率高、衰减时间短、探测效率高被广泛应用于中子探测。脉冲形状甄别是根据有机闪烁体中粒子衰减时间不同引起的脉冲形状差异来甄别n/γ的关键技术。传统脉冲形状甄别方法包括时域和频域甄别方法;近年来,各种机器学习技术也相继应用于n/γ甄别,并取得较好效果。为了更好地使用有机闪烁体和n/γ甄别方法进行中子探测,我们从有机闪烁体的发光机理、脉冲形状甄别原理、有机闪烁体类型及n/γ甄别方法等方面进行了较为全面的分析和综述,并总结了有机闪烁体和n/γ甄别方法的各种性能评价指标。最后,对有机闪烁体和n/γ甄别方法的发展趋势提出了展望。     

^6Li和^7Li双玻璃闪烁体γ补偿法测量中子注量

依据＾６Ｌｉ玻璃闪烁体中子，γ皆灵敏，而＾７Ｌｉ玻璃闪烁仅对γ灵敏的特性，研究成功用＾Ｌｉ，＾７Ｌｉ双玻璃闪烁体γ补偿法，实现在强γ辐射场干扰下，对弱中子注量率探测的方法，当＾６０Ｃｏγ在中子信号幅度区的干扰计数率，占中子计算数率的１８．７％时，该方法对净中子注量测量结果导致的误差约为１％。     

EJ299-33A闪烁体光输出及其应用研究

闪烁体探测器的光输出影响其探测效率、探测阈值,决定着其应用范围和前景.EJ299-33A是一款具有脉冲形状甄别(Pulse Shape Discrimination,PSD)功能的塑料闪烁体,可用于核物理与核技术实验中进行中子、γ射线及带电粒子混合场的粒子鉴别和测量.利用137Cs、60Co标准γ射线放射源实验测量了E...     

MC法模拟不同中子源激励铀材料中子和γ飞行时间谱

为探索中子源激励探测铀材料应用技术,基于Geant4平台建立了中子源激励铀材料模拟中子和γ飞行时间谱的数学模型,模拟计算了利用不同中子源激励铀材料、使用不同探测器计数的中子和γ飞行时间谱,结果与已有相应实验谱特征相符。模拟结果表明:D-D和~(252)Cf源激励得到的中子和γ飞行时间谱有明显差异;在相同激励源和测量几何条件下,使用液体闪烁体探测器和塑料闪烁体探测器记录到的中子和γ飞行时间谱基本相同。本文结果可为外中子源激励探测铀材料技术研究提供参考。     

Geant4模拟计算新型载6~Li塑料闪烁体的中子能量响应

载6Li的塑料闪烁体是为提高塑料闪烁探测器对低能中子的探测灵敏度,根据中子灵敏度补偿原理而研制的新型塑料闪烁体。采用geant4软件,模拟计算了新型载6Li的塑料闪烁体的中子能量响应,获得了几种不同6Li浓度及不同厚度的掺6Li塑料闪烁体的中子能量响应曲线,并与原有材料的实验结果进行了对比。计算结果表明,6Li核素的加入对闪烁体低能中子段的能量响应确有较好的改善作用,新型闪烁体具有很好的特性以实现探测器中子能量响应的坪特性。     

BC501液体闪烁体对n-γ及能量的分辨与其尺寸的关系

BC501液体闪烁体广泛应用于探测快中子，但测量伴随着很高的γ本底。为寻找具有较好的n-γ及能量分辨的BC501闪烁体，利用脉冲上升时间法，对几种不同尺寸的BC501闪烁体进行n-γ及能量分辨测量。在下阈0.75和1MeV下，分别测量了Am-Be中子源的n-γ分辨谱以及相同条件下的γ上升时间-幅度谱。测量了d-T中子源14MeV的反冲质子脉冲高度分布。对不同尺寸BC501闪烁体的n-γ及能量分辨进行了比较。实验表明，综合考虑n-γ和能量分辨，闪烁体的体积不应太大，长度应在保证效率的条件下适中选择。      

基于6LiF/ZnS(Ag)和闪烁光纤的宽能谱中子探测技术研究

为了解决传统中子探测器在狭窄空间、强电磁干扰、远距离传输等复杂环境下探测中子时存在的不足,本研究将6LiF/ZnS(Ag)混合材料和闪烁光纤相结合,设计了一种可用于宽能谱中子测量的新型闪烁体光纤中子探测器。基于蒙特卡罗粒子输运计算程序FLUKA对该新型光纤中子探测器的中子探测性能进行了模拟研究,完成了闪烁体光纤探头的优化设计。结果表明,当入射中子的能量在0.01~10 eV和0.5~10 MeV范围时,该新型中子探测器具有较高的中子探测效率,可用于热中子-快中子宽能谱范围中子的探测;通过对比脉冲幅度的差异,该新型中子探测器能够实现n-γ信号的甄别。      

一个低本底中子探测器的效率计算

一、引言自从M.Fleishman和S.Pons报告了他们实现冷核聚变后,引起了科学工作者的极大兴趣并掀起了热潮,我们于1989年4月也开始了这方面的研究工作。我们采用液体闪烁体耦合到光电倍增管来探测中子。ST-451液体闪烁体为φ10.5cm×5cm的圆柱体,用n-γ甄别技术排除γ射线讯号以降低本底。在设置探测阈窗从1.5～3.5 MeV中子能量时,它的平均本底计数为0.025中子/s,在中子源强度为5中子/s时,     

上升时间甄别法测量中子能谱

波形甄别法是测量中子-γ射线混合场中快中子能谱的一种方法。本工作利用大体积NE213液体闪烁体,以及标准NIM插件,搭建了利用上升时间甄别法测量中子脉冲幅度谱的一套测量设备。本文基于蒙特卡罗方法计算得到闪烁体对中子的响应函数矩阵后,使用60Coγ放射源对测量得到的中子脉冲幅度谱进行刻度,然后通过解谱,得到了加速器单能中子源的解谱结果,该结果与参考谱是一致的。     

高压~4He气体闪烁体中子探测器的物理设计

高压4He气体闪烁体中子探测器是一种具有快响应、高n-γ甄别比和较高探测效率等特点的新型快中子探测器。本工作采用了蒙特卡罗方法研究了4He气体压强和几何尺寸对高压4He气体闪烁体中子探测器的性能影响规律,并开展了探测器结构的优化设计。研究结果表明,气压增大可线性增加中子本征探测效率;探测器长度增加会降低中子的探测效率;探测器管径增加会使中子探测效率提高。当气压取120 atm,长度和管径分别取200 mm和44 mm时,探测器对近裂变谱中子(平均能量1.05 Me V)的探测效率为4.28%,为后续探测器制备提供理论指导。     

长圆柱液体闪烁体的主要性能测量

本文主要介绍了一种长80cm,直径5cm圆柱型液体闪烁体的主要性能,两端与GDB-50型快速光电倍增管相配合,组成中子灵敏探测器。通过对该闪烁体的中子能量分辨与发光透明性的测量,经过不同位置光吸收系数的修正,当等效中子能量En>150keV时,是可分辨的。     

探测快中子的新技术

本文概述了近年来探测快中子的新技术，它们分别是：抑制γ射线、热中子和带电粒子的符合谱仪；高分辨宽能量范围正比计数器的＾３Ｈｅ夹心谱仪；含氢的纤维闪烁体用于抑制γ射线、中子位置分布和中子能谱测量；及含锂的纤维玻璃闪烁体用于长中子计数器测平均中子能量；中子的直接探测；用于中高能和重离子核物理的多元件阵列快中子探测器和极化仪；用于核核查的中子源影像探测器；高入射氘核能量和高能中子的伴随粒子技术等７个方面     

脉冲形状甄别液体闪烁体的制备

本文介绍了脉冲形状甄别液体闪烁体的制备方法。通过原材料和容器的分析,用实验验证了各种因素对n,γ分辨性能和光输出的影响,设计了一种玻璃容器。采用这种方法制得的脉冲形状甄别液体闪烁体,最大尺寸可做到φ106×50毫米。采用饱和法在φ46×20和φ106×50的脉冲形状甄别液体闪烁体,分别用56 AVP和58 AVP光电倍增管和Po-Be中子源测量,在γ射线和中子谱分得比较满意的情况下,其中子能量分别可到350和500千电子伏。     

大面积阵列中子伽马甄别探测器的蒙特卡罗模拟研究

对特殊核材料的检测关乎国土安全,需要一个快速、安全可靠的辐射检测系统。采用Geant4蒙特卡罗模拟软件建立一套基于塑料闪烁体的大面积中子伽马探测系统。研究单根闪烁体晶体不同截面边长、多种层数结构以及不同natGd₂O₃包裹方式等探测器的关键参数,通过调整探测器的响应数目阈值评估探测器的n/γ甄别性能。结果表明,当采用截面边长为6 cm×6 cm的塑料闪烁体包裹25 μm厚的natGd₂O₃、探测器之间放置3 mm厚Pb板以及探测器响应数目阈值设置为3时,阵列探测器可以达到约23%的中子探测效率以及约802的n/γ甄别比。计算结果可对大面积阵列探测器的关键参数优化提供理论依据。     

NaI、BGO、BaF_2、CsF和塑料闪烁体对1.5MeV以下γ射线的固有探测效率

闪烁体在γ测量中已广泛应用。NaI晶体早已用于γ探测。近年来又有一些新的闪烁体被用作γ探测器。主要有BGO(锗酸铋)、BaF_2和CsF。塑料闪烁体在某些情况下也用作γ测量。 这几种闪烁体中,NaI有最高的闪烁光产额,因而能量分辨率好。BGO是高Z高密度物质,γ探测效率高。CsF和塑料闪烁体都是快闪烁体,适于做快符合和高计数率测量。BaF_2除有     

低强度脉冲中子束的数字式n/γ分辨测量

针对低强度脉冲中子束测量,使用高速数字示波器作为数据采集设备,配合BC501A液体闪烁体探测器组建了数字式脉冲形状甄别(Digital Pulse Shape Discrimination,DPSD)测量系统,实现了中子的n/γ分辨测量。系统工作时采集并存储探测器输出的中子与γ射线的脉冲波形及其记录时刻,利用DPSD方法甄别中子实现了中子脉冲高度谱统计;系统具有连续记录和具备时间戳的采集窗记录两种工作方式以适应不同的脉冲中子束强度,并通过分析数据记录中脉冲波形的位置或时间戳,实现了中子事件的时间信息统计。使用该系统在Am-Be中子源上使用采集窗工作模式开展了实验,成功获得中子脉冲幅度谱、中子时间谱以及n/γ甄别谱。