快中子小角弹性散射截面测量(英文)

为了研究快中子小角散射,研制了一台位置灵敏探测器。这个探测器主要有由观测液体闪烁体的两个光电倍增管组成,光电倍增管两个信号之间的时间差用来确定光产生的位置,用位置灵敏探测器和伴随粒子方法,从3°～15°角范围,测量了14.7MeV中子在Ti、Nb、Zr、Pb上的弹性散射微分截面,用蒙特卡洛方法对通量衰减、多次散射和有限几何进行了修正。实验结果为核工程设计提供了急需的数据。     

α放射性表面污染位置灵敏探测器模拟设计

为解决计数型表面污染仪无法给出污染分布的问题,设计了基于闪烁体和硅光电倍增管的α位置灵敏探测器。利用GEANT4模拟了α粒子在探测器中输运与发光全过程,并根据光子的分布重建α粒子的位置。模拟结果表明,采用0.1 mm厚的GAGG闪烁体与1 mm有机玻璃光导耦合的探测器,模拟结果的最高分辨率可达0.1 mm;使用GAGG闪烁体搭建的α位置灵敏探测器分辨率可达0.8 mm,ZnS闪烁体分辨率可达0.4 mm;设计的α位置灵敏探测器具有较高的位置分辨性能,可满足表面污染分布测量的需求。     

硅光电管-闪烁体探测器γ谱仪研制

实验研制了硅光电管-闪烁体探测器γ谱仪。该γ谱仪用硅光电倍增管代替普通光电倍增管作为闪烁体探测器的光学读出端,配置闪烁体探测器,构成新型γ谱仪。测试结果表明:新型γ谱仪随温度漂移变化程度大;能量线性较好,线性相关度R为0.9987;配置LaBr_3:10%Ce~(3+)晶体,其能量分辨率为4.3%~4.9%;配置NaI(TI)晶体,其能量分辨率为8.4%。     

4H-SiC肖特基二极管α探测器研究

碳化硅(SiC)是一种具有优良物理性能的宽禁带半导体材料,可作为探测器的优良探测介质。用241Am源5.486 MeV的α粒子研究4H-SiC肖特基二极管α探测器的能量分辨率和信号相对上升时间等特性。在真空室中,使SiC探测器暴露在α粒子下,SiC探测器输出良好的响应信号。SiC二极管对5.486 MeVα粒子的能量分辨率最佳可达3.4%;经前置放大器FH1047输出和示波器观测,脉冲幅度随偏压增加而稳定在(35.39±0.21)mV;脉冲上升时间随偏压增加而稳定在(137.87±9.44)ns。4H-SiC肖特基二极管对α粒子响应良好,可用于α粒子强度测量。结合SiC耐辐照、耐高温等特性,进一步改进后有望制成分辨率更高、上升时间更快、耐辐照的新型α探测器和中子探测器。     

几种常用闪烁体受60Coγ源辐照前后探测器灵敏度比对

在闪烁体耐辐照特性研究中,通过比较闪烁体受辐照前后闪烁探测器系统灵敏度的变化,说明在大辐照剂量后闪烁探测器是否处于正常工作状态.利用三通道脉冲X射线源(平均能量800keV)、DPF脉冲中子源(D-T中子能量14.4MeV),通过实验标定几种常用闪烁探测器对脉冲中子、脉冲X射线的相对灵敏度值.所用闪烁体包括φ40mm,不同厚度的CeF3,NaI(T1)和BaF2等无机晶体及ST-401,ST-1422,NE111等塑料闪烁体.     

闪烁体薄膜在线测量质子束流强度

质子单粒子效应实验研究和质子加速器研究中,质子束流强测量关系着实验结果的可靠性和准确性。法拉第筒、金硅面垒探测器、金刚石探测器等传统探测方法均为拦截式测量,无法实现束流的在线测量。本文用闪烁体薄膜在线监测质子束流强。质子束流穿过薄膜闪烁体,沉积部分能量使其发光,用光电倍增管收集光信号,从而得到束流的强度信息。通过质子与闪烁体材料相互作用的理论计算得到闪烁体材料对质子束流的响应关系。在北大2×6 MeV串列加速器上对3–10 MeV的质子束流进行了实验测量,验证了其响应关系。     

双端输出塑料闪烁体探测器的符合关联测试

利用双端信号输出的塑料闪烁体与灵敏度高、时间响应快的硅光电倍增管构成塑料闪烁体探测器探头,并与后端的数字化转换器等电子学系统搭建成塑料闪烁体探测器系统。为了研究不同数据处理方法对真事件探测效率和能量分辨率的优化,分别使用标准γ源60Co和137Cs对塑料闪烁体探测器系统进行测试。研究了关联事件的符合时间窗对探测器真事件探测效率的影响,分析了波形的积分长度与脉冲信号甄别(Pulse Shape Discrimination,PSD)开窗法对能谱能量分辨率的改进。结果表明,在关联事件的符合时间窗为15 ns时,真事件探测效率最佳,当波形积分长度为80 ns时,通过PSD开窗后能量分辨率由原来的53.38%优化为42.21%。     

FH1914型低本底β测量装置

本文介绍了FH1914型低本底β测量装置的主要性能。β探测器由ST-552型对-联三苯闪烁体和GDB-52型光电倍增管组成。闪烁体有两种规格,很容易更换。采用ST-401型塑料闪烁体和GDB-44型光电倍增管作为反符合屏蔽探测器。装置的最小可测限与β粒子的能量有关,约为(1.3—3.0)×10~(-2)Bq。     

几种常用闪烁体受^30Coγ源辐照前后探测器灵敏度比对

在闪烁体耐辐照特性研究中,通过比较闪烁体受辐照前后闪烁探测器系统灵敏度的变化,说明在大辐照剂量后闪烁探测器是否处于正常工作状态。利用三通道脉冲X射线源（平均能量800keV）、DPF脉冲中子源（D-T中子能量14．4MeV）,通过实验标定几种常用闪烁探测器对脉冲中子、脉冲X射线的相对灵敏度值。所用闪烁体包括Ф40mm,不同厚度的CeF3,NaI（T1）和BaF2等无机晶体及ST-401,ST-142Z,NE111等塑料闪烁体。     

低强度脉冲射线测量中的统计起伏分析

分析了闪烁探测器在低强度脉冲γ射线测量中的统计起伏现象,指出探测器输出信号的涨落不仅与达到测点的γ射线注量率、时间分布、空间分布、能量分布的统计性有关,而且还与射线和探测器的作用、能量沉积、荧光光子发射和传输、荧光光子与光阴极作用、光电子和打拿级的作用等随机事件的统计特性有关。详细推导了统计起伏的计算公式,并给出了3种型号的闪烁体与9815B型光电倍增管组成的闪烁探测器在给定测量下限时的统计起伏计算值。     

SND-S1型液体闪烁体光输出的能量响应

采用不同能量的γ射线标准源及D-D、D-T核反应的单能中子源分别测定了新型液体闪烁体SND-S1的光输出随粒子能量的变化,采用Monte-Carlo程序Penelope模拟计算了¹³⁷Csγ射线的能量分布谱,最大康普顿电子能量的计算值和实验值相差2.7%。将实验结果与文献值作了比较,能量低于3MeV时,符合较好;能量高于6MeV时,略有差别。结果表明,液体闪烁体的光输出与电子能量呈线性正比关系,而与中子能量呈非线性关系。     

135°伴随粒子法D-T中子产额测量研究

研究了伴随粒子法D-T中子产额测量的各向异性修正因子的计算方法,计算给出了D束流能量20 ～ 600 keV范围135°随粒子法中子产额测量的各向异性修正因子数据,数据的不确定度约为1.4％.在兰州大学Z -300强流中子发生器上建立了135°伴随粒子测量法中子产额测量系统,并进行了实验测试,结果显示,在较长的测量距离下,α粒子多道幅度谱清晰,快中子与Si探测器反应产生的带电粒子的影响可忽略,D-T中子产额测量的不确定度不大于2％.     

星载闪烁探测器荷电粒子屏蔽设计及标定

本文介绍了星载闪烁探测器ＮａＩ（Ｔｌ）晶体和荷电粒子屏蔽塑料闪烁体（ＰＳ）一体化设计，它与国外同类探测器的区别在于，无需外加光电倍增管单独记录塑料闪乐体的符合信号，从而简化了探测器结构，节省了重量和功耗，获得了较好的屏蔽效果，同时给出了甄别电路有关参数地重符合μ子望远镜定标方法和反符合效率。     

钢与工程塑料的D—T中子透射性能测量

以ns-200加速器D-T中子源照射钢(材料型号为Q235)与工程塑料圆柱样品,样品尺寸为φ30 cm×10 cm,利用尺寸为φ5.08 cm×5.08 cm的BC501A液体闪烁探测器分别测量得到中子透射率。利用影锥法测量并扣除环境本底,利用~(22)Na标准γ源对探测系统的能量线性进行刻度,利用伴随α粒子法测量中子源强,采用(n,γ)甄别技术扣除γ信号的干扰,对于低能区(n,γ)分辨引起的中子计数损失,采用高斯拟合通过二维多道谱仪进行了修正。实验得到钢的D-T中子透射率为0.408,工程塑料的D-T中子透射率为0.73。结果表明,工程塑料的D-T中子透射性能优于钢材料的。     

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。     

位置灵敏中子探测系统研究

建立了一套位置灵敏快中子探测系统.探测器为φ38×550mm长液闪,两端配以光电倍增管,入射中子的位置由两个光电倍增管输出脉冲的时间差决定,对14.9MeV中子位置分辨可达±3.1cm。     

CsI(Tl)晶体的APD前端读出特性研究

雪崩光电二极管(Avalanche photodiode,APD)体积小、探测效率高、内置增益、对磁场不敏感,但其内置增益、输出脉冲信号的信噪比受偏置电压与温度影响明显。将APD作为Cs I(Tl)闪烁晶体的光电读出器件,并配以低噪声的电荷灵敏前置放大器,组成闪烁探测器的探头。在不同的偏置电压与温度下,测试了该探头组成的闪烁探测器的能量分辨率。实测表明,偏置电压、温度将影响探测系统的能量分辨率,在室温且APD两端的偏置电压为370 V时,对能量为662 ke V的γ射线能量分辨率为4.98%;在-20-40oC内,能量分辨率随温度的降低而提高。     

FJ414型低本底α闪烁探头

在低本底α放射性测量中,金硅面垒半导体探测器、电离室、正比计数器和硫化锌闪烁探测器等都被广泛使用。它们各有其优缺点,但由于ZnS(Ag)闪烁体的材料便宜,制备工艺简单,因此使用得更广泛。 在低水平α放射性测量中,由于α粒子的电离密度大,能量高(一般大于4MeV),因此α粒子在探测器中产生的脉冲幅度比β粒子、μ介子大得多,测量装置不需要笨重的物质     

爆炸物检测中的模拟计算

为优化基于伴随α粒子技术的爆炸物检测系统中的γ探测器和数据分析软件,利用蒙特卡罗程序EGSnrc对γ探测器的探测效率和能量响应分别进行了模拟。NaI(Tl)、BGO等几种无机闪烁体γ探测器探测效率的模拟计算结果为探测器的优化选择提供依据;对碳、氧单质元素、硝酸氨、模拟炸药样品在14MeV中子作用下的特征γ射线,在Φ5″×8″NaI(Tl)探测器的能量响应模拟计算结果进行了分析,并与实验测量能量响应进行了比较。结果表明,模拟方法可靠,应用该方法可对其他的单质材料来进行响应计算以建立响应函数数据库。     

国产GSO晶体的光产额测量

采用与单光电子相比较的方法测量了国产GSO晶体样品的光电子产额,结果表明,GSO样品的光电子产额及能量分辨率与闪烁体在光电倍增管光阴极面上的放置方式有关,在较好条件下,被测GSO晶体的光电子产额可到2013phe/MeV,对137Cs 661.6keV光峰的能量分辩为FWHM=10.1%.