圆柱形正比计数管倍增研究

通过分析圆柱形正比计数管内电场强度,运用Diethorn公式得出自制圆柱形正比计数管内倍增发生在距阳极30μm以内区域;其最小工作电压为370~670V,且随阳极和阴极直径增加而升高,但随阴极变化较缓慢。正比计数管阳极丝直径减小导致其附近电场强度增强,工作气压降低可使其平均自由程增大,这些均会增加管内次级电子数而使倍增因子增大。采用细阳极丝、低工作气压既可降低正比计数管最小工作电压,还能优化其放大性能,使其更适合于深空中的辐射剂量测量。     

涂硼正比计数管涂硼厚度对探测效率影响的研究

涂硼正比计数管是可用于反应堆压力容器外对中子注量率进行监测的关键设备,涂硼正比计数管的涂硼厚度对自身的本征探测效率有影响。仿真不同厚度硼层中¹⁰B(n,α)⁷Li生成的⁷Li和α粒子的输运过程,计算硼层界面位置离子整体射出率并给出涂硼正比计数管本征探测效率的计算方法。仿真与计算结果表明：单位核反应率下硼层界面处离子整体射出率在涂硼厚度小于1.5μm时与硼层厚度近似呈正线性相关,在涂硼厚度大于1.5μm后随涂硼厚度增大而增速变缓,在涂硼厚度为3.6μm时达最大为1.3×10^-4 (cm²·s)^-1。基于离子整体射出率的结果进一步计算得到涂硼正比计数管本征探测效率与涂硼厚度之间关系曲线,该关系曲线可以为涂硼正比计数管研制中选择合适涂硼厚度、确定最佳的探测效率提供参考。     

球形含氢正比计数管的气体放大

设计和使用供中子能谱测量用的球形含氢正比计数管,要求了解气体放大倍数M,工作电压V、气体压力p和球阴极内半径d等参数之间的相互关系。关于圆柱形正比计数管的气体放大,可以用很多经验公式来描述,其中以Diethorn关系式最为常用。但这关系式适用的范围是:充气压力应小于1个大气压,气体放大倍数10—10~5之间。随着快中子能谱仪的发展和应用,为得到好的能量分辨率,正比计数管的工作条件是:阴极     

涂硼正比计数管慢化体对中子探测效率影响研究

涂硼正比计数管是一种常用的反应堆源量程探测器,对热中子测量有很高的探测效率,对于快中子反应堆则需要增加合适的慢化体,提高中子探测效率。本文利用蒙特卡罗程序MCNP,模拟计算涂硼正比计数管在不同慢化体厚度的情况下,对各能量单能中子的相对探测效率和绝对探测效率,得到在不同慢化体厚度下,计数管的相对探测效率和绝对探测效率与中子能量的关系。最后针对快中子反应堆的典型中子能谱,模拟计算涂硼正比计数管在不同的慢化体设计时的探测效率,得出了一种优化的慢化体设计方案,对快中子反应堆核测量系统设计具有一定指导意义。     

涂硼MRPC热中子探测器用于补偿中子测井的蒙特卡罗研究

本文利用蒙特卡罗方法模拟了涂硼多气隙电阻板室(Multi-gap Resistive Plate Chamber,MRPC)热中子探测器和3He正比计数管在常规条件和欠平衡条件下的补偿中子测井中的响应。模拟结果表明,使用涂硼MRPC热中子探测器时,得到近远探测器计数随孔隙度而增加,且与使用3He正比计数管时得到的结果基本一致,说明涂硼MRPC热中子探测器可用于补偿中子测井。     

新型涂硼正比计数器研制及其实验测试和模拟计算

本文将10 B粉与1,2-二氯乙烷溶剂、芳华树脂粘结剂混合研制了中子灵敏层10 B膜,以此制作一新型涂硼正比计数器。为增加探测效率,除管内壁涂硼外,在管内增置了14片双面涂硼环氧薄片,并用241 Am-Be源测试了其性能。活度为3.7×109 Bq的241 Am-Be源实验表明:此新型涂硼正比计数器坪长约150V,坪斜为8.2%/100V(750~900V);工作电压为800V时测得新型涂硼正比计数器的计数率为50s-1,灵敏度为0.71cm2。与管内壁仅涂硼的正比计数器相比,新型涂硼正比计数器中子灵敏面积增加到3.15倍后,探测器坪长从80 V增至150 V,坪斜从12.4%/100 V改进到7.58%/100V,灵敏度提高到2.63倍。同时,以基于蒙特卡罗方法的Geant4平台,模拟计算单能中子及241 Am-Be源中子照射包裹高密度聚乙烯慢化材料的新型涂硼正比计数器的响应和探测效率。241 AmBe源模拟结果和实验结果吻合较好。实验测试及模拟结果表明,涂硼技术与增加灵敏面积相结合的正比计数器的设计较成功。     

环氧封接铍窗正比计数管的寿命

有人认为:环氧类粘结剂封接铍窗正比计数管,由于有机类环氧放气和封接处慢漏现象,管子存放寿命不长。但我们的工作已经表明,只要封接工艺好,环氧树脂E-7胶封接铍窗计数管的存放寿命可达10年以上,使用寿命可达6年以上。 74型环氧树脂封接铍窗正比计数管是1974年3月试制成的。管子阴极内径为36mm的无氧铜圆筒,阳极为经烧氢处理的φ50μm的钨丝,内充73.33kPa的4％N_2 96％Kr混合气。E-7胶是上海合成树脂研究所生产的,其中~#5计数管经一年多使用后存放9年,于1984年7月在与以前相近的实验条件下测试了其主要性能。     

辐射探测器定量涂硼技术

报道了2种廉价实用的辐射探测器定量涂硼技术——浸没涂硼和手工刷涂,并给出了详细的涂抹细节。用不同厚度聚乙烯管包裹该方法研制的涂硼正比计数管,经标准Am-Be中子源辐照后测得了其对中子计数率的响应。浸没涂硼脂硼比λ最小值为5.0,手工刷涂λ最佳值为0.2;最佳方法是先在待涂面上滴混合液,再撒上硼粉刷涂。浸没涂硼对待涂面无限制,且硼膜均匀、牢固性都较好,但因λ较大而降低探测效率,且浸涂次数需实验和经验确定,还会造成浪费。手工刷涂克服了浸没涂硼的缺点,但对待涂表面形状有要求,且其硼膜的均匀、牢固性总体不如浸没涂硼。两种涂抹工艺操作简单、成本低廉,且能达到要求,可以在国内相关单位推广使用。     

一个简易的正比计数器探测系统

本文介绍了一个低能量γ射线探测器系统,它由端窗型流气式正比计数器和一个具有双极脉冲对基线漂移补偿的前置放大器组成。正比计数器是一个两端用有机玻璃薄窗密封的直径为70mm、长为30mm的薄壁硬铝圆筒。阳极丝用直径为25μm的镀金钨丝直接固定在薄窗的中心,使阳极丝周围的电场分布均匀,减少端点效应,提高能量分辨率。入射的γ射线通过端窗后平行于阳极丝方向,增加了γ射线在工作气体中的作用长度,     

正比计数管探测低能X射线时探测效率的MC计算

为研究各因子对正比计数管探测低能X射线时性能的影响,利用MCNP5软件计算了不同光子能量下管内气体种类、气体压强及壁效应、放置距离等因素对探测器探测效率的响应情况。结果表明正比计数管探测器对10~30 ke V X射线探测效率最佳;且在探测低能X射线时,正比计数管应尽可能靠近源项,同时管内最佳气体压强在1.515×105~2.02×105Pa之间。     

浸酯涂硼——中子探测器灵敏层制作方法

介绍了两种价廉、实用的中子探测器浸酯涂硼方法--浸没涂硼和手工刷涂,并给出涂抹细节。对不锈钢片的多次实验表明：浸没涂硼时脂硼比λ的最小值为5.0;手工刷涂时λ的最佳值为0.2,最佳方法是先在待涂面上滴混合液,再撒上硼粉刷涂。采用该方法研制一圆柱形硼衬正比计数管,用标准Am-Be中子源辐照测得了其输出脉冲;用不同厚度聚乙烯管包裹后测得了Am-Be源的中子谱。对中子谱参数的分析表明,两种硼膜制作过程简单、方法可行,为业内人员提供了很有意义的参考。     

高灵敏、好分辨率BF_3计数管的研制

中子测量的一个重要内容是测定接近于天然中子本底剂量水平的中子数。在宇宙物理研究、辐射剂量防护、加速器和反应堆设计、运行、监察等方面离不开中子本底数据。目前,测定低水平中子数的探测器多数还是采用外包慢化体的BF_3正比计数管。由于是接近本底水平的中子测量,要求探测器:(1)灵敏度高。BF_3计数管的灵敏度同BF_3气体压力p、计数管直径b~2和长度成正比。故要求制高气压大直径BF_3计数管,如管直径50mm、长1100mm,BF_3气体压力为600mmHg的大计数管,其灵敏度约150cps/n·cm~(-2)·s~(-1)。(2)有良好的谱特性。要求计数管由中子产生的脉冲幅度分布谱和γ分布谱间有宽的分布区分界限。在长期连续(昼夜24小时不间断)测量中,电路状态(工作电压、放大倍数、甄别阈值)缓慢漂移,中子计数不损失,噪声、γ计数不混入。大都要求微分谱分辨率<10％。(3)能满足大面积测量。计数管一致性要好,几个计数管有相同的分辨率和幅度(峰位),便于多管并联,排成计数管阵列。另外,各种类型BF_3计数管最佳(或者说极限)分辨率的寻求,对于深入研究(n,a)核反应事件、正比计数管机理和计算、以及谱形状与气体纯化工艺有关的热力学问题等是必不可缺的。研制高灵敏、好分辨率BF_3计数管的意义不限于中子测量本身。     

共轴对称组合中子探测器灵敏度研究

在某些应用场合,要求中子计数管具有快收集时间、高中子灵敏度、低工作电压等特性,但是单一只中子正比管无法满足全部的要求,这时需要使用多支中子计数管组合的方式来实现测量目的。本文通过对三种常用中子正比计数管类型进行三支中子正比计数管共轴对称组合,并对其进行实验,得出了其在组合后的对中子灵敏度等特性的影响。     

铝壁硼沉积正比计数管

本文介绍两种带有保护外壳的铝壁硼沉积正比计数管,它用于核电站的启动。该管耐中子场静辐照寿命长达10~(18)m~(-2),耐γ场辐照寿命大于258kC/kg。此管型的另一特点是工作电压低于1000V,能在恶劣的现场条件下工作。这种正比管的γ甄别本领强,在25.8μC/kg·s的照射条件下只记天然本底,无迭加γ场的贡献。     

中子正比计数管内径与充气压力对中子灵敏度影响

中子正比计数管内径和充气压力在不同程度上影响其中子灵敏度、电子收集时间、工作电压等指标,根据多年的实际运行数据和试验数据对中子正比计数管内径和充气压力对中子正比计数管性能的影响进行了定量分析。在实际运用过程中,可根据实际需要,选择一个权衡点,作为生产探测器的参数,以达到预期的效果。     

三氟化硼正比计数管

三氟化硼(BF_3)正比计数管是应用十分广泛的慢中子探测器之一,1939年可尔夫(Korff)首先制成了这种计数管,后来经过各国有关研究工作者进一步改进和提高,目前可作出阴极直径10厘米的BF_3计数管(充气到一大气压左右),目前,它仍然在继续发展中,BF_3气体正比计数管对于固体和液体的慢中子探测器来说有它的优点:在技术上较简单;生产成本低;使用方便;对γ射线的分辨能力高等,并且可获得较高的探测效率。所以,BF_3正比计数管在探测     

球形~3He正比计数管研制

介绍了ZJ230球形3He正比计数管研制的过程,包括工作原理、3He气体的要求、结构设计、中子灵敏度测试、坪特性测试以及角度响应测试等。项目研制了Φ30、Φ50和Φ100 mm三种充3He气体的球形正比计数管。该球形正比计数管满足设计要求,可用于环境安全中子辐射监测和中子能谱的测量。     

GFM-Ⅱ型大面积α、β污染测量仪

GFM－Ⅱ型大面积α、β污染测量仪的探头为平板型流气式正比计数管阵列，窗口面积为1000cm^2，由4个灵敏探测区组成，每个探测区配有一套电荷灵敏前置放大电路，即组成4套独立的探测通道，其特点是：流气式正比计数器阵列替代单一的流气式正比探头，较低的工作电压和快速α、β同时扫描测量。     

87Kr活度测量中干扰核素的扣除

用内充气正比计数管测量短寿命核素87Kr活度中,存在气体核素85mKr和125Xe的干扰,且在制源过程中无法将杂质核素分离出去.根据各核素半衰期不同的特点,对样品进行跟踪测量,用加权最小二乘法求解线性方程组的系数对干扰气体进行了扣除,准确测量了87Kr的活度.     

改善BF_3慢中子正比计数管抗γ性能的测试方法

国产的一种典型的SZJ—2A型BF_3慢中子正比计数管,允许γ场强为2×10~4μR/s。我们改进了测试方法,使该管抗γ性能提高到6.5×10~4μR/s,并延长了计数管的使用寿命。