脉冲中子探测器用国产PMT的批量测试研究

针对脉冲中子探测器研制的需求,对国产GDB-235型PMT进行了批量测试与研究。通过相对测量的方法,获得了该型PMT阳极灵敏度的分布状态。为考核PMT对极端气温条件的适应性,通过高、低温贮存实验,获得了PMT灵敏度变化的统计规律。最后通过李萨如图形法测得该型PMT的最大线性输出幅度平均达369.9 mV,可满足中子探测器研制的要求。     

脉冲电压驱动LED照射法测试PMT性能

介绍了基于脉冲电压驱动LED照射光电倍增管(PMT),测试PMT性能的方法。该方法通过调节脉冲电压参数驱动LED照射PMT产生不同光电子,进行PMT性能测试。实验结果表明:该方法产生的单光电子和多光电子能被很好地分辨,PMT第一倍增极光电子收集概率、单光电子相对产额、输出平均光电子数随LED驱动脉冲电压参数变化改变明显,能满足光电倍增管基本参数测试要求。     

应用电流型脉冲技术精确测量ms级脉冲中子束时间谱的方法研究

概述了一类ms级脉冲中子束的产生背景、辐射特征及探测难点,提出了精确测量该类脉冲中子时间谱的电流型脉冲技术测量方法,在稳态X射线机上初步摸索了电流型脉冲计数方法用于聚变中子飞行时间谱测量的可行性;在西安脉冲反应堆上进行了电流型脉冲计数方法的模拟验证。结果表明:采用电流型脉冲技术测量ms级脉冲中子时间谱的精度最高可达ns级。     

基于高速虚拟示波器的脉冲磁场自动测量系统软件的设计

介绍了基于高速虚拟示波器的脉冲磁场测量系统软件的设计方法,该设计较以前有了很大的改进,高速虚拟示波器首次应用于该领域.设计中实现了全自动数据采集,处理分析及保存.自动化取点减轻了测量的工作量,使用精密运动台增强了定位的精度.使用LabVIEW通过调用动态链接库,得到虚拟示波器采集到的信号数据,并设计了触发、幅值调节、采...     

微秒级宽脉冲信号下能输出大于1.5 A线性电流的光电倍增管

测量了CHφT3型光电倍增管配上ST401塑料闪烁体,在波形半宽度约2400ns脉冲光源照射下的电流输出情况,还提供了该光电倍增管与对中子相对不灵敏的晶体CeF3组成探测器应用于宽脉冲γ辐射源测量得到的电流输出情况。结果表明,CHφT3型光电倍增管其饱和电流输出大于3．5A,最大线性电流大于1．5A,暗流小于10nA,是一种在微秒级宽脉冲信号下都可以输出大于1．5A线性电流的大电流光电倍增管,是在大动态范围脉冲测量中,使用多探测器量程衔接时降低不确定度的一种可选方法。     

基于Si-PIN探测器的电流型计数式α粒子测量

为解决基于Si-PIN探测器的传统计数型粒子测量系统在测量低强度脉冲辐射场时存在的计数率低和不能直接测量粒子时间信息的问题,提出了电流型计数测量方法。其原理是对电流型Si-PIN探测器在粒子入射时输出的脉冲信号进行线性放大和高速数字化,并使用数字信号处理算法进行数据分析以获得粒子测量信息。利用电流型Si-PIN探测器、电流型前置放大器和高带宽数字示波器组建了电流型计数测量系统,并在241 Am-244 Cm和239 Pu源上开展了α粒子测量实验。实现了脉冲幅度谱和粒子入射时间的联合测量,同时利用FIR及IIR型数字滤波器改善了能谱测量的能量分辨率。系统的最大计数率达2×106 s-1,适用于低强度脉冲辐射场测量。     

用于脉冲堆裂变总数测量的闪烁体探测器研制

采用波形积分法研制了用于脉冲堆裂变总数测量的闪烁体探测器,采用脉冲峰和脉冲坪信号分路引出的设计,同时测量裂变率相差较大的脉冲峰和脉冲坪。该探测器具有线性电流大、测量范围宽的特点,在测量小产额脉冲时更具优势。该裂变总数测量方法与其他方法获得的结果一致。     

ms级脉冲中子束时间谱探测技术研究

本文概述了一类ms级脉冲中子的产生背景、辐射特征及探测难点，提出了精确测量这类脉冲中子时间谱探测技术，包括电流型脉冲技术测量方法和能够降低γ/n强度比的层叠式探测器设计方案，并在脉冲反应堆上对这种探测技术进行了验证性实验，结果表明：该技术对ms级脉冲中子时间谱的测量精度可达ns级。     

基于FPGA的单光子脉冲信号发生器设计

针对光电倍增管(Photomultiplier Tube,PMT)批量测试实际需求和单光电子谱精确测试光源的要求,通过对光电倍增管性能测试系统进行分析,设计制造了一种多通道输出可调的脉冲信号发生器的控制板,可用于光电倍增管单光电子谱的性能测试。该脉冲信号发生器在上升时间、下降时间等参数性能方面优于目前测试系统采用的商用信号源RIGOO-DG5352 350 MHz。用此脉冲信号发生器对光电倍增管进行单光电子测试,其输出信号能满足单光子测试的基本要求,利用其多路信号输出的特点,通过性能扩展即可用于光电倍增管的批量测试。     

高速、大功率LED光源驱动电路设计

高速、大功率LED(≥3W)光源驱动电路是中子墙探测器光刻度系统的重要组成部分.本文简要介绍高速、大功率LED光源驱动电路的设计.该电路具有稳定性好、驱动脉冲前、后沿快,大电流脉冲输出等特点.内置信号源信号经过成形电路后,形成具有一定脉宽的快脉冲信号作为驱动信号,驱动信号上升时间tr><10 ns,下降时间tf><10 ns,其脉冲宽度分5档可调.该脉冲信号通过驱动电路控制输出电流开关,最大输出脉冲电流为800 mA,控制LED在额定功率下工作.该驱动电路最多可同时驱动六个大功率LED光源工作,目前已用于我所中子墙探测器阵列探测单元的初步刻度与测试.     

波形比较法测量MCP-PMT对强窄脉冲的线性输出

MCP-PMT的线性输出常用线性输出电流表示,其依赖于输入信号分布。通过波形比较法,测量MCP-PMT的线性输出电荷,以得到与输入波形无关的物理量。通过20 ns和10 ns两种不同脉宽输入波形进行实验,获得了MCP-PMT的增益降低10%时的输出电荷,两种脉宽情况下的结果基本一致。     

基于LED纳秒级脉冲的SiPM阵列监测电路

环形正负电子对撞机（CEPC）电磁量能器（ECAL）原型机的探测单元采用硅光电倍增管（SiPM）作为光电转换器件。由于SiPM具有温度依赖性强和响应速度快的特点,需监测电路产生与SiPM响应速度相匹配的脉冲光激发SiPM,对其增益和动态范围进行监测。本文根据模拟仿真结果,设计了基于双NMOS的驱动电路和相应的控制电路,该电路驱动发光二极管（LED）发射纳秒级窄脉冲光,且强度可调。利用光电倍增管（PMT）测得单路LED发光时域特性,脉冲时间宽度约为10 ns。在CEPC ECAL电子学联测中,SiPM监测电路正常工作,批量测得ECAL原型机中SiPM的增益指标,满足原型机的自检需求。     

时不变和时变快随机脉冲发生装置

本文描述一个快随机脉冲发生装置的结构和性能。它由快光源、快光电倍增管、快甄别、快放大、快计数和负反馈稳定回路构成。时不变快随机脉冲平均计数率可接近10~8cps。时变随机脉冲可随任意时变函数变化。     

精确测量光电倍增管最大脉冲线性参数的实验研究

李萨如图形法是测量光电倍增管最大脉冲线性参数的常用方法。本工作针对实验室使用李萨如图形法测量光电倍增管最大脉冲线性参数精度不高的问题,提出了使用恒流标定法确定李萨如图形的标准直线,进而给出了精确确定光电倍增管最大脉冲线性参数的方法及应用实例。结果表明：该方法有效降低了由判断标准直线引入的不确定因素,提高了光电倍增管最大脉冲线性参数的测量置信度,为高精度脉冲波形特征参数测量提供了必要的实验依据。     

核辐射脉冲幅度分析的基线卡尔曼滤波估计

本工作从核辐射脉冲信号波形的物理特性分析出发，讨论了卡尔曼滤波方法在实测脉冲信号序列基线估计中的应用效果。实验结果表明了该方法的有效性，这为数字化核辐射多参数测量与分析系统谱分析提供了很好的数据预处理手段。     

An active base designed in high-counting-rate applications for Hamamatsu R1924A photomultiplier tube

Hamamatsu R1924A is one of the most widely used photomultiplier tubes (PMTs) in nuclear physics.Since the active base suitable for R1924A is still not available in market,an active base is designed for Hamamatsu R1924A PMT,and the test results at high counting rates are presented.The active bases with two different sets of resistor chains were tested and compared by a frequency-controlled green straw hat LED light.A stable signal output up to 100 kHz is achieved using frequency-controlled LED pulsed light.The temperature of bases,which reflects the power consumption and is crucial for applications in vacuum,is also monitored with the same LED pulsed light.The temperature of the active base with smaller resistances reaches about twice of that of the active base with larger resistances in the resistor chain.For the applications in vacuum,the active base with resistance between the two sets of resistor chains may be preferable.     

脉冲测量中的统计涨落对中子产额测量的影响

介绍了在用PMT闪烁探测器测量脉冲中子产额时,由于粒子的统计涨落而使脉冲波形呈现毛刺现象。根据实验中获得的实验数据,从实验和理论两个方面分析了统计涨落对产额绝对测量的影响。评定了在一定测量不确定度范围内脉冲中子产额绝对测量的准确性。     

快脉冲信号波形改善方法与讨论

本文从一些快脉冲产生器输出电路的分析出发对核电子学电路中纳秒、亚纳秒渡越时间脉冲波形的改善方法与原理进行了讨论。     

低抖动纳秒高压脉冲源研究

根据某高能物理实验要求,利用真空平面三极管驱动高压触发管,研制出脉冲幅度达10 kV、前沿小于3.5 ns、抖动低于1 ns,负载电阻R_L为50 Ω时峰值电流可达200 A的高压负脉冲源。本文介绍了该脉冲源的系统组成及工作原理,并给出了系统输出波形。     

实时核信号数字化脉冲成形关键技术研究

本文对理想核脉冲信号和实际探测器输出信号分别进行了计算机模拟仿真与分析,总结了不同成形时间的核脉冲信号的数字梯形成形参数的确定方法。在高计数率场合时提高了有效测量计数率,消除了部分脉冲的堆积并减少了系统死时间。同时,采用256点和512点数字三角成形方法测试了Si-PIN半导体探测器的性能,并与模拟电路成形方法进行了对比测试。测试结果表明,脉冲数字成形处理方法提高了探测器计数率和分辨率。