水中大面积ZnS(Ag)闪烁体总α在线监测系统模拟设计

采用Geant4软件对大面积ZnS(Ag)探测器有效探测体积、闪烁体厚度及半径、荧光收集效率进行了模拟,确定了闪烁体的最佳结构尺寸,并对探测系统整体结构进行了优化设计,最后对探测系统的最小可探测活度浓度进行了估算。理论设计的大面积ZnS(Ag)闪烁体对238U产生的α粒子的探测效率的模拟结果为0.005 2 s~(-1)/(Bq/L),探测系统的本底计数率为1 min~(-1),则探测器在16 h内即可实现0.5 Bq/L的测量目标。该研究对于总α放射性活度在线测量装置的研发具有重要的指导意义。     

ZnS(Ag)内闪烁α-粒子4π探测法

比活性测量常用η~2/n_b表示装置优化程度。由于优化度与探测效率的平方成正比,因此提高探测效率的意义十分明显。介绍了将样品直接掺入(或称一次掺入)zns(Ag)得到95±1％探测效率的经验进一步改进,用夹层制样方法取得98±1％的探测效率的情况。     

H310BO3/ZnS(Ag)热中子闪烁体转换屏的涂布法制备及性能研究

本文采用涂布法制备了一系列H₃¹⁰BO₃/ZnS(Ag)闪烁体转换屏样品,对其成分配比进行了优化。结果表明,最佳的H₃¹⁰BO₃/ZnS(Ag)质量比在1∶6~1∶7之间,最佳的黏合剂用量为总质量的25%。利用中子照相设备对转换屏的发光均匀性进行了成像分析,结果显示光输出非常均匀;对楔形镉条进行中子成像,并采用调制传递函数(modulation transfer function,MTF)方法计算了系统分辨率,结果显示,在MTF值为0.1时,对于厚度分别为270(11)、350(14)、404(9)及505(15)μm的转换屏,其相应的系统空间分辨率分别为255.6、315.9、371.0和471.3 μm。     

面向宇宙线成分和能谱测量的新型ZnS(Ag)闪烁体热中子探测器

对EAS(广延大气簇射)在地面产生的热中子的测量为研究"膝"区原初宇宙线的成分和能量提供了一种新方法。在PRISMA-YBJ阵列取得成功后,2017年3月,在西藏大学(海拔3 650 m)安装了一种新的热中子探测阵列。阵列由16台EN-探测器组成,使用一种新型的掺B2O3的ZnS(Ag)闪烁体,用天然的硼化合物进行热中子捕获。主要用于测量EAS的两种重要成分:强子和电子。本文中,主要介绍探测技术的原理、阵列的部署以及阵列的初步运行结果。     

闪烁体部分性能的测试方法

本文介绍了闪烁体相对光输出，相对能量转换效率，固有幅度分辨率，探测效率测试法及其温度效应。     

测量α—活性的ZnS（Ag）内闪烁法

溶液中的α-活性物质用钛凝胶或硫酸钡载带,掺入ZnS(Ag)内制成样品源,并将此样品源密封后放到光电倍增管下测量,探测效率～0.95(4π)。对含射气样品的测量具有显著优点。     

用于中子—中子测井的多丝锂玻璃闪烁体

研制成功一种中子-中子石油测井用的多丝锂玻璃闪烁体。其主要特点是中子灵敏度高,热中子峯分辨率好、峯谷比及谷宽大,另外对γ辐射具有较高的甄别本领。并与美国Harshaw公司生产的7PF1906K-X碘化锂测井闪烁体的核性能从使用角度进行了对比。     

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。     

用于复合闪烁体的α、β脉冲甄别电路设计

设计了一种用于复合闪烁体,能够甄别区分α、β脉冲信号的甄别电路,并给出了测试结果。结果表明该电路能很好地甄别α、β脉冲信号,满足了α、β复合闪烁体探测器的要求。     

用于台北微中子震荡(TEXONO)实验的液体闪烁液的性能研究

配制了20多种不同比分的液体闪烁液以及加入不同比分的^10B的样品,对这些样品的光产生量、n-γ分辨能力等性能进行了测试,并与标准的NE213液体闪烁液的相关性能进行了比较。     

用于闪烁薄膜探测器灵敏度标定的中子屏蔽体设计

为标定薄膜厚度大于0.1mm的闪烁薄膜探测器灵敏度,采用MCNP程序建模优化设计了适用于在中国原子能科学研究院放射性计量测试部的5SDH-2串列加速器上进行实验的中子屏蔽体。实验表明,该屏蔽体可将偏离通道的中子注量减弱到通道中子注量的十分之一以下,将本底信号抑制在较光电倍增管暗电流略低的水平上,对于薄膜厚度大于0.1mm的探测器,可使其信噪比大于1∶1。计算表明,准直孔的散射对探测器测量灵敏度的影响不超过5％。     

基于6LiF/ZnS(Ag)和闪烁光纤的宽能谱中子探测技术研究

为了解决传统中子探测器在狭窄空间、强电磁干扰、远距离传输等复杂环境下探测中子时存在的不足,本研究将6LiF/ZnS(Ag)混合材料和闪烁光纤相结合,设计了一种可用于宽能谱中子测量的新型闪烁体光纤中子探测器。基于蒙特卡罗粒子输运计算程序FLUKA对该新型光纤中子探测器的中子探测性能进行了模拟研究,完成了闪烁体光纤探头的优化设计。结果表明,当入射中子的能量在0.01~10 eV和0.5~10 MeV范围时,该新型中子探测器具有较高的中子探测效率,可用于热中子-快中子宽能谱范围中子的探测;通过对比脉冲幅度的差异,该新型中子探测器能够实现n-γ信号的甄别。      

中子探测用闪烁体的研究进展

简要综述了中子探测的相关理论和中子探测对于材料的性能要求.同时简要论述了国际上正在应用的中子探测用闪烁材料的性能特点.展望了新型中子探测材料的发展态势和几种具有潜在应用价值的中子探测材料.     

从中子辐照钯中制备无载体~(111)Ag

本文研究用TBP-聚四氟乙烯反相分配色层分离法制取无载体~(111)Ag_0采用盐酸体系低酸度下吸附银、高酸度下解吸,获得满意结果。 制备方法:称取相当于250mgPd的氯化钯,密封于石英安瓿中,在原子能研究所反应堆中辐照;热中子通量1×10~(13)n/cm~2·s,辐照68小时,冷却25天后打开石英安瓿,用1N HCl溶解,取相当于50mgPd的溶液,小心蒸发至干,并用0.075N HCl溶解、稀释至10ml,在     

中子探测用有机闪烁体的研究进展

中子探测中,由于存在非弹性散射和慢中子捕获等作用,形成了n/γ混合辐射场,增加了中子探测的复杂性。有机闪烁体因其闪烁效率高、衰减时间短、探测效率高被广泛应用于中子探测。脉冲形状甄别是根据有机闪烁体中粒子衰减时间不同引起的脉冲形状差异来甄别n/γ的关键技术。传统脉冲形状甄别方法包括时域和频域甄别方法;近年来,各种机器学习技术也相继应用于n/γ甄别,并取得较好效果。为了更好地使用有机闪烁体和n/γ甄别方法进行中子探测,我们从有机闪烁体的发光机理、脉冲形状甄别原理、有机闪烁体类型及n/γ甄别方法等方面进行了较为全面的分析和综述,并总结了有机闪烁体和n/γ甄别方法的各种性能评价指标。最后,对有机闪烁体和n/γ甄别方法的发展趋势提出了展望。     

闪烁体茋的制备

一、引言(艹氐)可作为塑料闪烁体的添加剂,也可用来拉制有机单晶体,作探测γ射线及中子之用。我们对(艹氐)的合成、精制及测试作了试验研究。     

微小角中子散射谱仪的高分辨中子闪烁体探测器研究

微小角中子散射谱仪是中国散裂中子源(China spallation neutron source,CSNS)工程目前在建的谱仪之一,为了实现微小角散射模式下中子衍射的精确测量,要求中子探测器的位置分辨≤2 mm、探测效率≥60%@0.4 nm。在此物理精度需求下,研制了基于⁶LiF/ZnS(Ag)闪烁屏、波移光纤阵列和硅光电倍增管(Silicon Photomultiplier,SiPM)结构的位置灵敏型闪烁体探测器,以实现热中子的高效率和高分辨实时探测。探测效率测试以标准3He管的入射中子数归一化计算得到,位置分辨通过含有“CSNS”字样的含硼铝板验证。本文详细研究了0.5 mm直径波移光纤的光传输性能,对比了不同硅光电倍增管的增益和热噪声特性,并以此设计了有效面积为300 mm×300 mm的探测器工程样机。经测试,该探测器的位置分辨为1.2 mm×1.2 mm,探测效率为(61.8±0.2)%@0.4 nm,达到了工程设计指标,满足了CSNS工程微小角谱仪的中子衍射测量需求。     

闪烁体中子探测器读出ASIC-MaPMT_v10性能测试的设计与实现

中国散裂中子源(China Spallation Neutron Source,CSNS)工程通用粉末衍射谱仪(General Purpose Powder Diffractometer,GPPD)使用二维位置灵敏型闪烁体中子探测器(Position-sensitive Scintillation Neutron Detector,SSND)来获取中子击中位置和时间信息。MaPMT_v10是由中国科学院高能物理研究所电子学组专门为闪烁体探测器前端电子学读出研发的一款专用集成电路(Application-specific Integrated Circuit,ASIC)。为了使该芯片更快地应用于CSNS工程项目中,设计了针对该芯片的测试电路板。该电路板既能在电子学实验室对MaPMT_v10进行各项性能测试,又能直接连接光电倍增管,与探测器组进行联合调试。本文介绍了MaPMT_v10的测试电路板,并给出了该芯片积分非线性(Integral nonlinearity,INL)、噪声等测试的方法和结论。利用本文搭建的测试平台,得到了MaPMT_v10可靠的性能测试结果,该芯片正常稳定和运行可靠。     

ZnO(In)闪烁体在α粒子辐照下的发光特性

采用241Am-α源研究了ZnO(In)样品(购自美国Cermet Inc.公司)的发光和表面光输出特性、α粒子能谱响应和单脉冲时间响应,同时对EJ212、BC418、ST401、CeF3等闪烁体进行了比较测量。实验发现,ZnO(In)样品在α粒子轰击下,两表面的光输出相差3～5倍,显示出表面不同的光学性质。测试结果表明,ZnO(In)晶体对α粒子的能谱响应波形光滑,发光效率仅次于有机闪烁体,对单粒子脉冲时间响应快,是超快脉冲射线束探测较理想的闪烁元件。     

各种尺寸塑料闪烁体的制备及各种因素对性能的影响

本工作用中温热聚合法和压制法,制备了各种尺寸的塑料闪烁体。与此同时,还就各种因素对塑料闪烁体相对发光效率的影响,进行了初步研究。在摸索到聚苯乙烯-蒽塑料闪烁体的制备实验条件后,进行了蒽浓度、厚度等实验。确定了蒽在聚苯乙烯=蒽塑料闪烁体中的最大和最佳浓度,并取得了它对β射线和γ射线的最佳厚度。为了提高塑料闪烁体的性能,进行了不同基质和各种发光物的组合试验。实验表明,不同发光物质、发光物质的浓度以及不同基质对塑料闪烁体的相对发光效率的影响是各不相同的,而且尤以基质改变的影响最为显著(以2,4-二甲基苯乙烯作基质比以苯乙烯作基质的塑料闪烁体的相对发光效率高一倍左右)。利用较简单的方法,制备了外观性能好、相对发光效率较稳定的?150×175毫米和?200×150毫米的聚苯乙烯-对联三苯-POPOP塑料闪烁体。