一维位置灵敏塑料闪烁探测器的测试

随着兰州重离子加速器HIRFL的建成出束,一批实验终端也已经建成并投入使用。大面积位置灵敏电离室终端是其中之一,它包括一个80cm,一个140cm的电离室。电离室具有较大的立体角,可以测量低能粒子的能量及空间位置,可鉴别粒子电荷,如配以时间测量,还可鉴别粒子质量。但气体电离室质量厚度不大,对轻粒子阻止本领低,所以在电离室后面加上较厚的塑料闪烁探测器,以满足中能物理实验的需要,可以测量出射粒子和碎片的能量,并能鉴别粒子种类,同时还可以得出粒子的位置、多重性等信息,有利于进行符合测量。     

基于闪烁凝胶的放疗二维剂量验证系统研制及可行性研究

为实现放疗二维剂量验证结果的实时、高分辨获取,基于灌装好的组织等效闪烁凝胶材料和相机等光学元器件搭建了剂量测量系统,并对该系统在IMRT质控剂量验证中的可行性进行实验验证。采用TPS剂量值对放疗均匀射束闪烁凝胶发光图像的像素灰度值进行标定。构建便于分区域对比分析的放疗计划,利用标定系数将凝胶闪烁光分布转换为剂量的二维分布。利用平板电离室对放疗计划进行测量,将凝胶系统与平板电离室的测量结果进行对比。结果显示,凝胶系统的测量分辨率远高于平板电离室;在有效成像区域内,凝胶系统的测量结果与平板电离室测量结果相对误差小于5%。这充分说明基于闪烁凝胶的放疗二维剂量验证系统在IMRT质控剂量验证中具有较高的可行性,尤其是对高剂量梯度放疗计划的实时、高分辨验证,后续深入开发可用于临床剂量验证。     

α屏栅电离室谱仪系统的研制

介绍用于α放射性活度测量的平行板屏栅电离室谱仪系统.设计了一套带独立真空系统的屏栅电离室.该谱仪系统由三部分组成,电离室主体、充气系统及电子学系统.能量分辨率对于239Pu源可达25keV,在4～6MeV能区本底计数率为4h-1,探测效率接近50%.该谱仪系统可以测量核素的α射线能量,分析出它们的能谱结构,进而鉴定出各个α能谱所相应的核素及其相对含量和绝对含量.     

1998年环保系统环境γ辐射剂量率测量比对

１９９８年１１月国家环保总局在浙江组织了全国环保系统环境γ辐射剂量率测量比对，参加本次比对的有２２个省、市、自治区的监测单位，共３８台仪表，比对在带先选定的１１个环璋点中进行。比对结果表明：参加比对的仪表多数能较好地满足目前环境辐射监测任务的需要。高气压电离室的测量结果的一致性较好，绝大多数数据在１０％以内相致闪烁型仪表与高气压电离室相比其测量结果分散性较大，大多数数据的偏差（以５台电离室的均值为     

电离法校准低能质子剂量技术

本工作建立1套电离室绝对剂量测量系统，对自制石墨电离室性能进行研究，实验结果表明自制电离室系统满足标准电离室的要求。设计了1套基于同向测量的透射电离室，用于在线监测束流变化，为剂量测量的准确性提供了依据，解决了替代法校准时束流波动对测量结果造成较大不确定度的问题。对已建立的电离室测量低能质子吸收剂量绝对测量系统进行不确定度评估，合成标准不确定度约4%。最后，以自行研制的质子剂量测量系统（电离室系统、透射电离室系统）在HI-13串列加速器上开展了对丙氨酸剂量计校准技术的研究，获得了不同能量质子辐照下的RE值。     

裂变室在散裂中子源反角方向束流监视系统中的应用研究

将235U与238U两种材料组成的裂变电离室作为散裂中子源反角方向束流监视系统应用的探测器,采用飞行时间方法可以高精度地测量束流的能谱。本文主要介绍整个系统的时间分辨精度对能量分辨的影响以及实际测量中的修正因素,时间分辨引起的能量分辨与能量的3/2幂成正比,能量分辨引起与标准截面的能量差异的修正小于0.1%,实验结果表明该项裂变电离室的设计能满足散裂反角中子能谱测量的要求。     

圆柱形电离室的能响补偿

电离室由于其具有结构简单、使用方便的特点,目前仍被广泛应用于辐射监测领域。用于X、γ射线测量时,必须研究电离室的能量响应,并通过能响补偿使其灵敏度在一定的误差范围内是与入射X、γ射线的能量无关的常数。利用蒙特卡罗方法,模拟计算了圆柱形电离室对X、γ射线的灵敏度和能量响应;并根据计算结果的规律,对圆柱形电离室的能量响应进行了补偿,给出了补偿参数的最优范围。     

利用MCNP程序研究多层平板高气压电离室的能量响应

本研究利用MCNP程序对多层平板高气压电离室的能量响应进行模拟计算,获得了从几十ke V到10 Me V能量区间内的响应曲线,并与实验进行对比。结果表明:模拟计算值与实验刻度值吻合较好,且该电离室可以测量最高能量达10 Me V的光子辐射。     

微量α测量的屏栅电离室谱仪的研制

为了测量微量α放射性活度,研究了平行板α屏栅电离室谱仪系统。设计了一套带独立真空系统的屏栅电离室。该谱仪系统将电离室主体、充气系统及电子学系统三部分集成为一体,可缩小体积,节省放置空间,使操作智能化。电离室测试结果显示,239 Pu源能量分辨率可达26keV,在4~6 MeV能区本底计数率为10h~(-1),24h系统漂移不大于0.5%。结果表明,该谱仪系统可用于测量核素的α射线能量,分析能谱结构,鉴定核素。     

小型位置灵敏电离室的设计

随着同步辐射的飞速发展,光源的性能有了很大的提高,对同步辐射光束不稳定性的监测也提出了更高的要求。设计了一台具有位置测量功能的气体探测器—一维位置灵敏电离室,可用于同步辐射X射线光束线站在线监测光束的位置与强度变化,以改善实验结果。详细介绍了该电离室的设计原理和参数设计,并进行了讨论。     

位敏电离室测X光强分布

用多收集电极的位置灵敏电离室测量了光刻用8光斑的均匀性分布及其总强度。实验结果表明该系统结构简单性能稳定,可推广应用到其他X光测量系统中去。     

HPXe电离室和LaCl3(Ce)探测器在核材料鉴别中的应用

在核材料鉴别中，鉴于铀、钚材料中同位素种类多，发射的多条γ射线能量比较集中（主要都在0．1～2MeV之间）且分支比都比较小，生成的γ能谱复杂等特点，对于测量铀、钚材料的γ探测器要求具有高的能量分辨本领和探测灵敏度。常用于该种测量的是NaI闪烁探测器和HPGe探测器，而新的高压氙（HPxe）电离室探测器和LaCl3（Ce）探测器为核材料的鉴别提供了一种新的有效检测手段。     

双维位置灵敏探测器性能测试

对用于放射性次级束测量的大面积双维位置灵敏探测器（PSD）的性能进行了测试。通过选择实验中电子线路的脉冲成形时间,并改进数据处理方法,即主放大器的成形时间常数要大于6μs,而位置路的时间常数约为0．5－1μs,且在位置公式中使用能量信号作为公母,测试得到了较好的位置分辨和能量分辨及线性。结果表明,这一类型的PSD探测器可以用于低能放射性束流的测量。     

Performance of a Penning Ion Source in the Oak Ridge Isochronous Cyclotron

One year of operation of a heavy-ion Penning source in the Oak Ridge Isochronous Cyclotron has resulted in the acceleration of a number of isotopes of 17 elements, ranging from boron to tantalum. The method of positive identification of these beams and the operational techniques used to develop certain beams are described. Comparison of the extracted particle current for a given charge state with the calculated ionization potential has resulted in a systematic understanding of particle currents to be expected for undeveloped beams. In particular, shell effects and total ionization potential must both be considered in predicting beam intensities. The particle currents of ArR8+ Ar9+ and Ar10+ provide a sensitive test for the comparison of multiple and single impact calculations. The data are in agreement with multiple impact calculations. Also, low energy x-rays emitted from the Penning source have been detected and the observed spectra characterize the two modes of source operation.     

Relativistic Rise Measurement by Cluster Counting Method in Time Expansion Chamber

A new approach to the measurement of the ionization energy loss for the charged particle identification in the region of the relativistic rise was tested experimentally. The method consists of determining in a special drift chamber (TEC) the number of clusters of the primary ionization. The method gives almost the full relativistic rise and narrower "Landau" distribution. The consequences for a practical detector are discussed.     

球形不锈钢电离室响应实验研究

针对球形不锈钢电离室，开展了一系列实验研究，包括不同充气气体及其不同气压条件下的电离室的能量响应及单位压力灵敏度等。实验气体包括氦气、氮气、氩气、氪气和氙气，原子序数从2到54；充气气压从4kPa到1000kPa；照射射线能量从33keV到1．25MeV。研究结果表明：1）对不锈钢电离室，在充氙气时最灵敏，在相同充气压力下，对137^Cs源和低能射线（83keV）照射，充氙电离室的灵敏度约分别为充氩电离室的5．6倍和55倍；但在实验中发现，对充氙气电离室的灵敏度随压力变化曲线，当射线能量超过205keV时，在计示O．2个大气压处存在拐点，还有待进一步分析。2）从能量响应来看，充氩的最好，充氙的最差，充氦和氮的居中且两者大致相同。     

超大面积屏栅电离室的研制

核设施退役过程中,需对超过1 000 cm²以上的大面积超铀核素平面板放射性进行准确定量,常用无损测量方法有效测量面积均较小,且探测限较高,不能满足快速分析大面积低活度样品的需求。屏栅电离室是一种用于低水平α放射性能谱测量的仪器,可满足以上分析需求,但受制于电极加工工艺,可测样品一般小于500 cm²。为解决以上问题,研制了灵敏面积接近2 000 cm²的超大面积屏栅电离室,通过对工作气压和电压的调试优化,该电离室对²⁴¹Am电沉积源的能量分辨率为1.8%,最小可探测活度为10^-2 Bq,对直径≤460 mm的平面样品2π角探测效率为97.7%。     

Annular gas ionization detector for low energy heavy ion backscattering spectrometry

A gas ionization chamber for use in backscattering spectrometry has been built. It has the shape of a hollow cylinder and can be placed in-line with the incident ion beam. The entrance window for detected particles is composed of a circular array of silicon nitride membranes. A low noise preamplifier with cooled FET is used for charge amplification. The detector resolution has been measured for a variety of ions in the mass range from He to Si and for energies between 0.5 and 8 MeV. The energy resolution of the ionization chamber surpasses the one of a state-of-the-art silicon charged particle detector for all ions heavier than Li. For Si ions the improvement in resolution is more than a factor of 2. The device does not suffer from any radiation damage. For He particles around 1 MeV the resolution is between 13 and 16 keV (FWHM). Therefore the new detector is not only well suited for heavy ion backscattering spectrometry but can also be applied for standard He RBS, allowing the use of a single detector for all types of projectiles in a wide energy range.     

适用于研究低能裂变碎片电荷分布的探测器装置

为研究²⁵²Cf自发裂变碎片电荷分布，建立了由屏栅电离室和ΔE-E粒子望远镜构成的探测器系统。在该系统中，将薄的屏栅电离室作为碎片的ΔE探测器，E探测器是金硅面垒半导体探测器。通过分析实验测量的4参数关联数据，得到了²⁵²Cf自发裂变碎片质量数、动能及碎片在气体ΔE探测器中的能量沉积分布等物理量。用多高斯（multi-Gaussian）分布函数对ΔE探测器的能量响应函数进行最小二乘法拟合，得到了在固定质量数A^*_L和动能条件下轻碎片的电荷分布。结果表明：该探测器系统的电荷分辨能力Z/ΔZ约为40∶1；建立起来的测量技术可用于测定²³⁵U(n,f)和²³⁹Pu(n,f)反应碎片的电荷分布。     

Applications of Detectors in Low Energy Nuclear Physics

This review paper discusses new applications of detectors in low energy nuclear physics and emphasizes semiconductor particle detectors where new developments have had an outstanding influence on the nuclear physics which can be done. The paper includes an account of: new limits of detector resolution; a new method for measurement of gamma ray lifetimes; gamma-gamma angular correlation studies with multiple scintillation detectors; kinematic energy shift correction with radial position sensitive detectors; an improved particle identification system with multiple detectors; and the application of germanium to measurements of long-range charged particles. The paper also discusses present state-of-the-art limitations and possibilities in areas of particular importance to nuclear physics.