GaN核辐射探测器的性能研究

GaN作为第3代半导体材料,具有禁带宽度大、电子饱和漂移速度大、抗辐射能力强等特点。制备了GaN半导体探测器,并应用该探测器对²⁴¹Am α粒子能谱进行测量,得到α粒子能谱的能量分辨率约30%。同时,以Si半导体探测器为标准,对GaN探测器进行了能量及探测效率的测量,得到探测器的探测效率最高可达80.1%。最后,应用Keithley 2635静电计对GaN探测器的I-V曲线等进行测试,发现在-15 V偏压下,GaN探测器的本底电流密度小于70 nA/cm²。     

超导核辐射探测器及其应用

超导核辐射探测器已研究了40多年。现在已发展到这样的程度,对低温超导体核辐射探测器,1988年以来对~(55)Fe 5.9keV X射线FWHM已达到45eV,就77K温区的高Tc超导体核辐射探测器来说,经过短短三四年的努力,在实验上已观测到对核辐射的响应。随着高Tc超导体薄膜生长技术的不断改进,高Tc超导薄膜性能的不断提高, 并与半导体器件工艺的结合,在不久的将来会有重大的突破。 本文介绍超导体核辐射探测器的发展概况、工作原理,目前已达到的水平和它的应用前景。     

Si-PIN核辐射半导体探测器性能测量研究

为解决金硅面垒半导体探测器存在的漏电流较大、表面不可擦拭、受环境影响严重、使用稳定性较差等缺点,开展性能更优异的Si-PIN核辐射探测器研究具有十分重要的意义,可推动α、n、裂变碎片能谱测量等技术进步。论文介绍了离子注入与平面工艺相结合制作Si-PIN探测器的方法,对灵敏面积为20 mm×20 mm的Si-PIN探测器主要开展了I-V、C-V电学特性参数测量研究,开展了Si-PIN探测器对226Ra源α粒子的能量分辨率、能量线性响应研究工作。当反向偏压为2 043 pF时,探测器全耗尽时的漏电流为40nA、结电容为43pF,对α粒子的最佳能量分辨率为0.68%,探测器线性响应良好。     

CdZnTe核辐射探测器的制备

本文简要介绍了采用国产碲锌镉(CdZnTe)单晶材料制备的CdznTe核辐射探测器工艺及测试结果.对α带电粒子Thc-c/(6.04MeV、8.78MeV)FWHM=2.O%、241 Am(5.486MeV)FWHM=2.3%,137Cs低能7(662keV)FWHM=9.7%和207Bi(1048.1keV、975.6keV)内转换电子所测定的能谱.     

球载核径迹探测器用于研究重核辐射生物效应

介绍塑料核径变探测器用于研究气球高度相对论宇宙线重核辐射生物效应的“Ｂｉｏｓｔａｃｋ”实验方法和两次气球搭载实验的初步结果。     

SiPM核辐射探测器电路设计

本文研究基于硅光电倍增管(SiPM)和塑料闪烁体的核辐射探测器电路,设计了适用于SiPM电压偏置电路和信号放大电路,并测试了电路的相关参数:电压偏置电路噪声在5m V以下,放大电路输出信号幅度可达伏级,带宽约为80MHz,最大信噪比在50db左右,四路探测器总功率为0.84W,符合项目设计要求。     

强激光产生的等离子体能量诊断探测器

本文介绍了ＩＣＦ实验中强激光产生的等离子体能量诊断用探测器的结构，原理和性能测试，作者详细介绍了等离子体能量诊断方法和“神光１”上完成了１．０５，０．５３μｍ激光辐照Ａｕ盘靶产生的等离子体能量的测试结果。     

GaAs核辐射探测器研制的初步结果

介绍了厚度为300～800μm,有效面积为50-113mm^2的高阻GaAs单晶材料制备的核辐射GaAs探测器的研制工艺,测试结果。     

核辐射探测器金刚石膜制备技术研究

根据核辐射探测器的要求,研究了不同处理方式下的基片对金刚石膜质量的影响以及气源中不同甲烷浓度对金刚石膜质量的影响。采用微波等离子体化学气相沉积法在Si(100)基片上制备出了金刚石薄膜,并通过扫描电子显微镜、X射线衍射和激光Raman光谱分别对金刚石膜的表面及截面形貌、晶体取向和纯度进行分析。实验结果表明:用金刚石粉研磨基片有利于金刚石膜沉积;甲烷浓度过高或过低都不利于制备高质量的金刚石膜;当CH4/H2为1.4/400时制备的金刚石薄膜(111)晶面择优取向最好。根据研究所获得的对金刚石薄膜质量影响规律,制备了达到辐射探测器质量要求的金刚石膜。     

核辐射探测器模拟电路混合故障智能诊断与定位

故障的智能诊断技术在机械、电力等领域得到了很好的研究,但核辐射探测器模拟电路的故障智能诊断研究工作仍欠缺。本课题选用了一种辐射能谱仪的模拟电路,除了正常状态外,设置了26种1～3个器件参数偏移30%的多种混合故障,应用支持向量机(SVM)直接对电路输出的波形信号进行识别分类。测试结果表明,故障诊断与定位的准确度较为满意,故障漏报率为0.2%;故障器件定位准确,定位准确度最低为76%。应用SVM直接对输出波形进行识别分类是一种值得继续研究和尝试投入应用故障智能诊断与定位的方法。     

高纯锗核辐射探测器

本文综述X和γ射线能谱分析用的高纯锗探测器,阐述探测器对原始材料的要求,介绍制备、结构和性能参数,并与硅X射线探测器、锗锂γ射线探测器和碘化钠γ射线闪烁探测器进行了对比。     

耐强辐射遥控探测机器人研制

介绍了一种自行研制的可在强辐射环境中进行探查作业的遥控探测机器人。该机器人采取六轮驱动的行走机械结构,运用中小规模集成芯片与外部辐射屏蔽相结合的独特思路进行抗辐射电路设计,并配备了三自由度电动云台和探测设备。利用60Co源进行了抗辐射性能实验研究,结果表明:遥控探测机器人能够在环境γ空气比释动能率为94Gy/h的情况下将现场图像、辐射信息实时传输到远程控制计算机;研究成果可为核事故应急或核设施退役处理措施提供设备支持。     

新型核辐射屏蔽材料的优化设计

为研制兼具质地轻、体积小、耐高温等特点的新型中子、γ混合辐射屏蔽材料,用遗传算法建立了屏蔽材料优化设计方法。对应用该方法设计出的3种材料进行MCNP软件检验,并与铁等材料进行比较。结果表明:在达到一定厚度后,这些材料对裂变中子、γ的总屏蔽效果均超过铁,且相同屏蔽效果下的铁质量当量显著下降。     

宇宙射线μ子探测裂变核材料的模拟研究

平均能量为3~4 GeV的宇宙射线μ子在海平面的通量约为1/(cm2.min),这些μ子有很强的穿透力,能够穿透目前常用的防护层。μ子与物质作用主要发生小角度库伦散射,散射角与物质的原子序数有关。利用μ子穿过不同物质时所产生的散射角不同来辐射成像,研究μ子的累计通量条件下,辨别低、中、高Z三类物质的可行性。     

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。     

基于数字化技术的芪晶体探测器脉冲形状甄别方法研究

建立了一套基于芪晶体探测器和示波器的数字化中子谱仪,数据获取和处理由基于Lab-VIEWTM发展的软件完成。用电荷积分法、过零时间法、上升时间法和脉冲梯度法实现了对镅铍中子源测量的n/γ甄别。实验比较发现,电荷积分法效果最好且易于实现,具有较好抗噪能力的过零时间法也显示了较好的n/γ甄别能力。     

核辐射安全仿真实时交互渲染方法

因核辐射安全仿真场景具有结构复杂和多角度交互式漫游等特点,导致仿真过程中难以实现实时交互渲染。本文提出了一种针对核辐射安全仿真实时交互渲染方法,通过仿真场景数据自动分割、仿真场景面片级视锥体裁剪、基于图像空间的跟踪地图等技术,从多个方面研究提高实时交互渲染效率的途径。以国际热核聚变实验堆ITER极向场线圈PF4维修过程仿真为例对本文方法进行了测试,测试结果表明该方法能有效提高复杂场景渲染效率,满足实时交互渲染。     

核脉冲信号数字化梯形滤波仿真与测试

为了提高数字γ谱仪的能谱分辨率,研究了梯形成形滤波算法。在MATLAB/Simulink开发环境下,采用系统模型开发工具System Generator,完成了核脉冲信号数字化梯形滤波算法的建模,并采用Xilinx公司的ISE开发工具对系统模型自动生成硬件代码(HDL代码)和硬件测试代码进行硬件仿真,验证了硬件代码其正确性。该方法大大简化了FPGA的开发流程,降低了FPGA的开发难度。     

核辐射脉冲幅度分析的基线自适应Kalman滤波估计

为实现核辐射脉冲幅度分析中的基线估计,该文探讨了一种用自适应Kalman滤波方法对基线进行估计的方法。通过对核辐射脉冲信号波形物理特性的分析,结合自适应Kalman滤波算法,对核辐射信号基线进行数学建模,进而实现基线估计。实验结果证明了该方法的有效性,能为脉冲数字成形等后续工作提供很好的预处理数据。