液体闪烁体探测器中子解谱方法研究现状及发展

中子解谱是中子探测的一项关键技术.利用液体闪烁体探测器求解中子能谱本质上是核物理领域的一个反演问题.简要介绍了液体闪烁体探测器结构及工作过程,概述了基于该类探测器的中子能谱求解原理,重点对各种解谱方法进行了数学描述,对其求解过程进行了归纳总结,最后指出了中子能谱求解方法的发展趋势.     

液体闪烁体探测器对PuC源中子能谱的测量

目前,正在进行的大亚湾中微子实验中,中国原子能科学研究院承担了与中微子探测器刻度相关的研究工作。其中,238Pu-13C同位素中子源所产生的6．13MeV伽马射线和中子是中微子探测器重要的能量刻度源。为了能对能量刻度工作进行详细的模拟和研究,需要了解PuC源的中子能谱。     

1-30MeV能区液体闪烁体中子探测器的效率刻度

利用HI-13串列加速器上的多探测器快中子飞行时间谱仪,在1～30MeV能区内测量了1个φ5.08cm×5．08cm的BC50A1型液体闪烁体探测器的光响应函数。将测得的光响应函数作为初始条件,利用两个蒙特卡罗程序（NEFF和SCINFUL）模拟了探测器的探测效率。     

液体闪烁探测器氘氚中子灵敏度标定

本文通过脉冲中子管测量了液体闪烁探测器的ＤＴ中子灵敏度。实验结果表明：在“神光”装置几何条件下，液体闪烁探测器的ＤＴ中子灵敏度为２５０±３０中子／脉冲。     

ST401塑料闪烁体中子探测效率研究

针对高强度脉冲辐射测量中常用的闪烁体探测器,对其直径为50 mm、厚度分别为5、8、10、15、20、25、30、40 mm的ST401塑料闪烁体进行了DD、DT中子灵敏度刻度,并采用Geant4对其相对中子探测效率进行了模拟研究;并由理论计算给出了直径为90 mm、不同厚度闪烁体的相对中子探测效率,厚度为50 mm、不同直径闪烁体的相对中子探测效率。     

ST-451液体闪烁体对快中子的响应矩阵

本文在给出了较好的物理过程描述和实验结果后,应用蒙特卡罗方法,计算了快中子入射到ST-451液体闪烁体中产生的反冲质子响应矩阵。给出了0.25—30 MeV范围内(间隔0.25或0.5 MeV的响应矩阵和中子探测器效率。并且可以很方便地扩展到能区0.25—200 MeV范围。     

18－27MeV中子能区的有机闪烁体探测器的效率刻度

通过对Ｔ（ｄ，ｎ）￣４Ｈｅ反应的中子角分布测量，刻度了芪晶体的探测效率，能量范围为１８—２７ＭｅＶ。     

温度对液体闪烁体效率的影响

用双管液体闪烁符合计数法测定了温度对６种常用液体闪烁体效率的影响。在２℃时，实验观测到一些闪烁液的＾３Ｈ符合计数效率比室温下降２．９％－５．９％，另一些则增加７．５％，最高可增加６０％以上。ＥＭＩ９６３５ＱＢ型光电倍增管的热噪声计数率下降到室温时的１／４－１／３。     

18—27MeV中子能区的有机闪烁体探测器的效率刻度

通过对Ｔ（ｄ，ｎ）＾４Ｈｅ反应的中子角分布测量，刻度了Ｄｉ晶体的探测效率，能量范围为１８－２７ＭｅＶ。     

CR-39测量中子能谱响应函数的计算

在一定的化学和电化学蚀刻条件下，计算了由聚乙烯、铅（金）和CR－39组成的叠层探测器的响应函数（1－20MeV）。计算结果表明，叠层探测器的响应函数分布近似为高斯分布，由铅组成的探测器的响应函数的半高宽比由金组成的探测器的响应函数的半高宽窄，由前者组成的探讨器测量中子能谱分辨率高于后者。     

固相闪烁蜡用于液闪测量的评价

介绍一种利用含闪烁体的蜡片熔于样品所在滤膜上进行测量的固相制样技术。与目前常用的普通闪烁液相比较，不同滤膜的测量效率对３Ｈ为３％—１０％。在不同厂家的仪器上测量结果趋势一致。测量结果的精确度和平行度也达到了较好的水平，说明此法适合于大量样品的相对测量。     

闪烁探测器中子灵敏度高精度标定技术

叙述了探测器的14.1MeV中子灵敏度标定原理和方法,针对实验空间小,干扰大的特点,采取了有效的屏蔽措施,利用MCNP程序建模,优化设计出了对次级γ和散射中子屏蔽性能高的屏蔽体,实验研究表明:ST401、YaP:Ce、 CeF3的信噪比分别达30∶1、11∶1、6.6∶1,比测点本身的信噪比提高了7倍,灵敏度标定精度提高了20%以上.     

一种新阈探测器的实验验证和重离子靶区中子测量

验证了用^2099Bi作为一种新的阈探测器测量高能中子的可能性，并利用^115In,^27Al,^19F,^12C和^209Bi组成的阈探测器组合测量了中能重离子反应实验靶区出射中子的注量率分布、能量分布和剂量当量率分布。     

Sensitivity of a new-developed neutron detector

We develop a kind of neutron detector, which consists of a polyethylene thin film and two PIN semiconductors connected face-to-face. The detector is insensitive to γ-rays. Its sensitivity to neutron has been calculated with MCNP program and calibrated by experiments, and the results indicate that the neutron sensitivity of the compensation detector will vary with polyethylene convel‘ter. The compensation PIN detector can be employed to measure pulse neutron in neutron and gamma mixture radiation field.     

快中子转换屏发光性能研究

以中子转换屏发光机理建立数学模型,计算了LiF-ZnS中子转换屏的各项参数对成像性能的影响。用不同种类荧光粉制备了多块不同厚度和材料成分的快中子转换屏进行性能测试,实验结果显示,14 MeV快中子转换屏最佳厚度为3 mm左右,ZnS和粘合剂的最佳重量比为1:1–2:1。对快中子转换屏和塑料闪烁体等中子探测屏的性能进行了实验测试和对比,给出了各种探测屏的性能差异和适用范围。     

脉冲阵列中子测井探测器效率的研究

为了在石油脉冲阵列中子测井研究中充分地应用探测器的效率,运用蒙特卡罗（MC）方法通用程序MCNP对脉冲阵列中子测井仪的探测器的效率进行了计算研究,得到限满意的结果。计算结果可用于指导探测器的设计性能研究。     

用于中子诊断的塑料闪烁探测器性能标定

介绍了用于脉冲中子诊断的塑料闪烁探测器特性，并通过K－400加速器和脉宽10ns的窄脉冲中子管分别刻度了探测器的DT中子探测效率和灵敏度。探测效率的计算值与实测数据在误差范围内是一致的。     

低本底伽马能谱仪闪烁探测器的智能化温控系统设计

为了消除环境温度对闪烁体相对光输出影响带来的谱线漂移问题,设计了一种新型智能化温控系统。设计专用循环水路,采用改进的PID控制算法实时调整制冷加热模块输出电流,完成温度采集、控制操作,实现对闪烁体探测器的恒温控制。系统可通过CAN总线或USB接口与主机控制器进行数据交互,兼容现有能谱仪。经试验可知,温控系统温度稳态误差小于0.5℃,核素特征峰基本无漂移,满足稳谱使用要求,具有较高的应用价值。