LaBr_3:Ce(5%)闪烁探测器的MC研究

近年来一种采用LaBr3:Ce晶体的闪烁探测器被研发出来,这种新型探测器比NaI(Tl)探测器具有更高的能量分辨率,在662 keV大约为3%。利用蒙特卡罗通用程序MCNP4C分别模拟计算了LaBr3:Ce晶体和NaI(Tl)晶体的γ能谱,模拟能谱与相应的实验测量能谱符合很好。研究还发现晶体尺寸大小对能量分辨率没有影响,能量分辨率不随晶体体积的增加而提高。同样晶体尺寸下通过模拟探测不同入射能量γ射线的峰总比R(E)计算值与NaI(Tl)晶体的模拟值和实验值比较发现,LaBr3:Ce晶体对中高能量γ射线的探测效率较高,而在较低能量时探测效率低于NaI(Tl)晶体。     

LaBr_3:Ce~(3+)闪烁晶体研究进展

以铈离子Ce3+激活的LaBr3晶体(LaBr3:Ce3+)是近年来发现的一种新型无机闪烁体材料,较高的光产额、较好的能量分辨率、较快的衰减时间等优良性质,使其成为NaI(Tl)等传统闪烁体材料有力的竞争者。论文通过重点比较LaBr3:Ce3+晶体与NaI(Tl)晶体的性质,同时列举实例说明它的应用,力求比较全面地反映LaBr3:Ce3+晶体的性质。     

基于晶体衍射的X射线偏振源

基于X射线的晶体衍射,实验设计并搭建了X射线偏振源.该X射线偏振源主要包括X射线光管和用于起偏的布拉格晶体.当X射线以45°角入射到晶体表面上时,经过布拉格衍射,可以得到线偏振的X射线;当X射线的入射角度偏离45°时,将产生部分偏振X射线.实验中利用微通道铅玻璃板做准直器,很好地保证了入射角的大小和X射线的透过率.实验中使用的晶体是LiF晶体和CaF2晶体,并分别用连续能量的X射线和单一能量的特征X射线入射到晶体上,产生能量分别为6.10和4.54 keV的线偏振源,并利用二次衍射的方法对产生的偏振源进行了测量.     

15 石墨晶体预衍射-X射线荧光分析系统的研制与应用

采用能量色散X射线荧光法测定高放射性比活度的后处理溶液样品必须克服样品自身放射线与荧光信号重叠干扰、样品强放射性造成的探测器漏计数，以及溶液样品固有的高散射特性引起的高本底影响。本工作以石墨晶体预衍射器为核心技术，克服了以上3种影响，掌握了技术关键，设计组装了1套A2靶X光管激发-石墨晶体预衍射-能量色散X射线荧光分析系统。     

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     

LaBr3（Ce）探测器在爆炸物检测中的应用

LaBr3(Ce)探测器具有高的能量分辨率和良好的能量线性响应等特点,在γ射线的测量中展示了优良的性能。本工作基于爆炸物检测的应用背景,介绍了LaBr3(Ce)探测器的特性、现状和研究进展,采用标准γ源对其性能进行了测试,并与BaF2、NaI(Tl)、LaCl3(Ce)等几种探测器进行了比较。结果表明,LaBr3(Ce)探测器在爆炸物检测方面具有良好的应用前景。     

用于测量高能γ射线的三晶电子对谱仪的研制

为解决高能γ射线的准确测量问题,本文基于自主研发的闪烁晶体探测器研制了一套三晶电子对谱仪,测量了⁵⁶Co放射源1.5 MeV以上γ射线的双逃逸峰能谱。与使用单个LaBr3探测器所测能谱相比,三晶电子对谱仪有效降低了峰与连续本底的比值。本文研究结果为准确测量加速器共振核反应(p,γ)及激光康普顿散射(LCS)产生的高能γ射线奠定了技术基础。     

LaBr3:Ce闪烁探测器自发本底谱研究

为LaBr3:Ce探测器的工艺改进和实际应用提供参考,对LaBr3:Ce闪烁探测器自发本底谱的特性与机理进行了分析研究。利用HPGe探测器测量LaBr3:Ce探测器在不同摆放方式下的γ能谱,确定40K在LaBr3:Ce探测器中的分布及其对自发本底谱的影响。     

闪烁晶体各向异性效应的研究动态

闪烁晶体是核辐射探测器中的重要材料,具有密度大、光输出高、均匀性好以及衰减快等优点,广泛应用在医疗卫生、安全检查、高能物理、油矿勘探等领域。同一闪烁晶体经常表现出较大的性能差异,人们通常将其归因于晶体制备工艺的差异,而容易忽略晶体各向异性对晶体性能的影响。随着PbWO4、Lu2Si2O7:Ce、LaBr3:Ce和LaCl3:Ce等非立方相晶体的出现,闪烁晶体的各向异性效应越来越受到重视。论文综述了闪烁晶体的各向异性研究,分析了闪烁晶体的各向异性效应对晶体应用的影响。     

软X射线激发稳态瞬态发光探测系统研制

在上海同步辐射光源软X射线显微谱学光束线站BL08U1A搭建了软X射线激发稳态瞬态发光探测系统,可探测紫外到近红外波段的光子(200～900 nm),实现了常规软X射线激发发光光谱(X-ray Excited Optical Luminescence,XEOL)和时间分辨XEOL(Time-resolved XEOL,TRXEOL)光谱探测。通过将光谱仪数据采集程序与该实验站原有的数据采集软件集成,实现了不同X射线能量激发下XEOL和全电子产额谱(Total Electron Yield,TEY)的同时检测。基于该探测平台,获得了CsPbI3亚微米线样品在Cs元素M4,5边的二维XANES-XEOL谱图,并研究了光子晶体对闪烁体光输出的影响。基于TRXEOL探测平台,成功获得了ZnO样品在不同时间窗下的XEOL谱和发光衰减曲线。实验结果表明:BL08U1A实验站具备XEOL和TRXEOL探测能力,为研究材料的发光机制和发光动力学过程提供了很好的技术手段。     

指数法拟合CZT探测器时间响应曲线

为探讨CZT探测器时间响应特性规律,采用指数拟合法分析CZT探测器对快脉冲X射线响应曲线下降沿衰减规律,并分析该衰减常数与电压、灵敏面积之间的关系。结果表明:10 mm×10 mm×2 mm与5 mm×5 mm×2 mm单晶CZT探测器对纳秒级脉冲X射线时间响应曲线下降沿均遵循单指数衰减规律,衰减常数为10~(-8)s数量级。随着电压升高,不同灵敏面积CZT探测器响应曲线衰减常数的差值降低。该结论可为揭示贯穿辐射条件下CZT晶体内部载流子输运规律提供依据。     

溴化镧探测器效率计算及刻度实验

采用蒙特卡罗方法计算了不同尺寸溴化镧闪烁体的吸收效率以及峰总比曲线。采用137 Cs、60 Co、152 Eu三种点源对Φ50mm×10mm LaBr3:Ce探测器进行了效率刻度实验,低能段刻度实验结果与蒙特卡罗计算结果基本一致。将实验结果与计算结果相结合,给出了探测器对0~10MeVγ射线的全能峰效率曲线,并给出了相应的拟合公式。结果表明,对于实验条件有限的情况,采用模拟计算相对效率曲线再结合部分能点绝对刻度校准的方法可快速有效地得到探测器的效率曲线。     

用于X射线探测的CVD金刚石薄膜探测器

研制了用于X射线测量的化学气相沉积(CVD)金刚石薄膜探测器.该探测器灵敏区直径为15 mm、厚度300 μm,其暗电流在800 V偏压下小于50 pA,且暗电流-电压曲线线性较好.就CVD金刚石探测器对不同能量X射线的响应及脉冲X射线时间响应进行了理论和实验研究.结果表明:该探测器对6～22 keV X射线具有10-4～10-2A·W-1的灵敏度,假设电荷收集效率为39%时,灵敏度的理论值与实验测量值符合较好,探测器的RC时间常数约为1.5 ns;对亚纳秒脉冲X射线的响应上升时间为2～3 ns.     

参量辐射PXR的性能与应用

参量X射线辐射(Parametric x-ray radiation,PXR)是带电粒子虚光子通过晶体受到晶格衍射按Bragg或Iaue方式形成的X射线.PXR是准单色光、方向性强、能谱窄、光子,电子转换效率高、波长可调的极化束.电子能量范围:MeV-GeV,具有多方面应用的潜力.     

CeF3闪烁探测器对X射线的电荷灵敏度标定

本文采用脉冲X射线源对光电管CeF3探测器的灵敏度进行了实验标定,得出了CeF3闪烁探测器对X射线的电荷灵敏度.实验中使用的X射线源为СГС-67型三通道脉冲发生器,X射线平均能量200 keV.实验结果表明,对于φ45 mm×10 mm、φ45 mm×5.0 mm、φ45 mm×4.5 mm 和φ45 mm×3.0 mm四种尺寸的CeF3探测器,其电荷灵敏度分别为6.70×10-18 C/MeV、4.68×10-18 C/MeV、4.47×10-18 C/MeV和3.84×10-18 C/MeV.本文还探讨了探测器灵敏度和闪烁体厚度的关系.     

特征X射线激发效率的蒙特卡罗模拟

针对某一特定元素的特征X射线进行探测,激发源能量的选择是重要指标之一.本文利用蒙特卡罗的MCNP4C程序,研究分析不同能量的激发源对铁、铜、银特征X射线激发效率的影响,并与实测数据进行比较,结果符合实际情况,表明能够利用蒙特卡罗模拟设计最佳特征X射线探测系统.     

Collimated LaBr3 detector response function in radioactivity analysis of nuclear waste drums

The properties of a Lanthanum bromide （LaBr3） detector and its response functions were investigated via experiments and simulations in this paper. The LaBr3 detector had good relative energy resolution and higher efficiency than a high-purity germanium detector. Monte Carlo and other numerical methods were used to calculate the efficiencies of a LaBr3 detector with a square collimation window. A model of the numerical method was established based on a pure geometric model that was consistent with the experimental situation. The results showed that the detector response functions calculated by these methods were in great agreement with experimental results.     

用能量色散X射线荧光分析法定量分析溶液中的铀和钚

对溶液中的钚作X射线荧光分析,一般是通过光阑进行的。为防止光阑材料将X射线吸收,该方法常使用能量较高的KX射线(90—120KeV)。但KX射线在激发过程中由于使用了~(57)Co(122KeV),~(192)Ir(317KeV),~(137)Cs(660KeV)等γ射线,康普顿散射造成了本底增大,并且由于γ射线的存在及激发效率低等原因,即使用17mCi的~(57)Co,其定量下限也仅达1g/l左右。由钚自身产生的γ射线大多位于100KeV附近,这就给二次X射线的测定造成了困难。如果使用较小的光阑,则可以用L系列的X射线进行定量。Pella和Baeckmann等人用带有分光晶体(LiF)的X射线分析装置,以铍为光阑材料测定L系     

硅PIN光敏二极管探测X、γ射线的性能及应用

介绍了硅PIN光敏二极管和电荷灵敏前放组成的X射线探测器和配合CsI(Tl)晶体构成的γ射线探测器的性能和测量结果,同时研究了光敏二极管探测器能量分辨率的温度特性。测量X射线时,在-10℃下对241Am的59.5keV射线的能量分辨率为4.8%;用PIN光敏二极管配合10mm×10mm×10mm的CsI(Tl)晶体测量γ射线时,在20℃下对137Cs0.662MeVγ射线的能量分辨率为9.9%,60Co的1.332MeVγ射线的能量分辨率为6.4%,-10℃下的能量分辨率分别为8.7%和6.3%。     

NSRL衍射和散射线站硬X射线参数测量

描述了NSRL新建X射线衍射和散射光束线站的主要指标测试及其结果,包括X射线单色光斑的CCD成像(4mm×0.5mm)、波长标定和光子通量(0.4×10~9—2.1×10~9 photons·s~(-1)·(100mA)~(-1))的测量;已在该线站上应用同步辐射X射线成功地收集了5组700余幅磷脂酶A2和神经毒蛋白晶体的衍射数据,处理结果良好。