EJ339A型液体闪烁探测系统光输出响应函数的理论模拟与实验研究

对液体闪烁探测器EJ339A中子与伽马辐射测量问题,采用理论模拟与实验分析方法,结合自主设计搭建的基于Lab VIEW的数字化信号处理系统,分别完成22Na、133Ba、137Cs和60Co等4种不同能量的γ源等效电子能量测量与刻度。在此基础上,利用中子飞行时间测量原理,在不同时间窗下将锎(252Cf)源近似分化成若干个单能中子源,获得1.9 7.8 Me V范围内中子在探测器中的光输出响应函数。结果表明,理论模拟与实验测量值在低能段比较吻合,而高能段存在约7.3%的误差。     

ST1422塑料闪烁体光输出能量响应函数的测定

利用T(p,n)和D(d,n)核反应作为单脉冲中子源,在0．6～5MeV中子能区内,测定了ST1422塑料闪烁体(直径40mm,厚度5mm)的光输出随中子能量变化关系。结果表明：ST1422塑料闪烁体的光输出随中子能量的增大而非线性增加。     

氘化闪烁体的光响应

在迴旋加速器上利用D(d,n)~3He反应和~9Be(d,n)~(10)B反应产生的中子,采用双参数方法测量NE-230和NE-232氘化闪烁体对氘以及国产的ST-451闪烁体对质子的光响应曲线,所测的实验值用二次多项式拟合。对其它性能也作了相对比较。     

ST451闪烁液体和茋晶体的光响应

本文扼要介绍了ST451闪烁液体和茋晶体的光响应曲线的测量和理论计算,给出了入射粒子能量在0—50MeV这样一个宽能量范围内的对质子、α粒子、碳核的光响应曲线。     

基于MPD-4电子学插件的液体闪烁体中子光响应特性实验研究

中子光响应函数是液体闪烁体探测器的重要参数,准确的光响应函数和探测阈值是精确确定中子探测效率的基础。近年来,专门用于液体闪烁体中子探测器的高集成度新型电子学插件（Mesytec公司的MPD-4）广泛应用于中子探测系统中,该电子学插件集成了脉冲高度（PH）、脉冲形状甄别（PSD）和恒比定时（CFD）测量功能,且1个NIM插件即可实现4路探测器的同时测量。对于同一中子探测器,利用这一电子学系统与传统电子学系统对中子的光响应函数进行了实验比对,结果表明,两套系统得到的中子光响应函数具有明显的差异。因此,在使用MPD-4电子学系统进行中子探测的实验中,需对光响应函数进行重新标定。     

液体闪烁体目前发展现状

有机闪烁计数要数液体闪烁计数应用最广,发展最快。由于篇幅所限,本文侧重论述闪烁溶质、闪烁溶剂、猝灭、红光液体闪烁体、矩形状液体闪烁体以及用于γ射线和中子测量的液体闪烁体。文章还简要叙述了常用市售液体闪烁体的发展近况。     

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。     

闪烁探测器中子相对光输出曲线标定技术

叙述了利用多道分析仪标定闪烁探测器光输出曲线的原理,用挡锥法消除了大厅散射中子和γ本底的影响,通过空靶(不含D和T)实验消除了靶头产生的γ的影响.实现了闪烁探测器中子光输出曲线的标定.     

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。     

煤油为溶剂的液体闪烁体

大液体闪烁计数器在核物理研究中所以应用很广,主要是由于它具有探测效率高,价格便宜和加工方便等优点。通常人们用苯、甲苯、二甲苯等作液闪溶剂。尽管它们的输出脉冲幅度大,但其挥发性较大、腐蚀性较强、有一定毒性、闪点较低,用于大体积液体闪烁测量时成本也较高。     

γ/快中子图像测量系统闪烁体光输出特性的实验研究

强脉冲辐射场γ/快中子图像测量系统通常使用闪烁体作为源区信号的转换体。闪烁体的光输出和光学成像系统对闪烁光的收光效率是确定系统灵敏度及测量动态范围的关键参数。本文通过研究闪烁体与光敏器件在分离耦合条件下输出信号电流的变化规律,测量了YAG∶Ce³⁺、ST401、EJ200、EJ260和EJ264等5种无机/塑料闪烁体的相对光输出,研究了耦合距离对光学成像系统收光效率的影响。结果表明,实验测量闪烁体的相对光输出在不同耦合距离条件下具有很好的一致性,分离耦合时计算光学成像系统的收光效率需考虑闪烁体光输出各向异性的影响。     

液闪探测器中子光响应函数刻度研究

BC501A液体闪烁体在临近空间高能中子测量中具有重要的应用价值,其光响应和能量分辨率对测量结果影响较大。对中子与BC501A液体闪烁体作用产生的反冲质子的光响应函数以及液闪的能量分辨函数进行了研究。利用5SDH-2串列加速器通过核反应获得单能脉冲中子源,实验获得单能中子的脉冲幅度谱,应用GEANT4等MC软件对实验进行模拟计算得到光响应谱,并与脉冲幅度谱进行拟合得到各能点中子的光输出以及其对应的能量分辨率,应用最小二乘法对中子光响应函数以及能量分辨函数进行了计算,并将计算结果与推荐光响应函数进行了对比分析。结果显示:模拟计算反冲质子能谱与单能中子脉冲幅度谱在末端边沿处拟合效果较好,中子光响应函数与其他文献中的研究结果基本一致。     

一类高效低毒安全的新型液体闪烁体

介绍了一种以烷基苯为溶剂的低毒、低腐蚀、低挥发性、高闪点新型液体闪烁体。经长达数年的测量和表征,此液闪具有高透明度、高稳定性、高光产额及良好的波形分辨等优点,易于保存,可以替代基于三甲苯、二甲苯、甲苯等溶剂的具有高挥发性、高腐蚀、高火灾风险并有一定毒性的传统液体闪烁体,且成本低廉,非常适合用于大体积探测器,还可根据需要掺入Gd、Nd等金属,应用于中子、中微子探测等领域。     

一种新型溴化铈闪烁体探测器性能研究

闪烁探测器在射线能量与时间的探测中发挥着重要作用。针对国产新型溴化铈（CeBr₃）闪烁晶体,本文建立实验系统和方法对其关键性能指标进行了测试,具体包括：建立了快符合时间分辨系统测量装置,测试得到新型闪烁探测器对于⁶⁰Co源的时间分辨率为142 ps;建立了单光子计数法测量装置,测试得到溴化铈晶体的衰减时间为16.8 ns,上升时间为0.18 ns;建立了相对光输出测量装置,测试得到其相对于同规格NaI(Tl)闪烁体探测器对于661.66 keV射线的光输出为161%;同时针对其能量响应性能进行了测试,测得对于661.66 keV射线其能量分辨率为4.7%。将国产新型溴化铈闪烁晶体的性能测试结果与国际上同类晶体以及氟化钡、溴化镧、碘化钠等常用无机闪烁体的性能进行了比较,对其应用前景进行了探讨。     

Calculation of Response Function of NE-213 Organic Liquid Scintillator for Gamma-Rays

A Monte Carlo code was newly developed to examine response functions of a 2 in. dia. by 2 in. long NE-213 liquid scintillator for γ-ray. This code included the electron transport and the electron-photon cascade calculation to handle the wall and end effect induced by high energy electrons. Results of the Monte Carlo calculation were compared with measured values for standard sources, reaction γ-ray and thermal neutron capture γ-ray, and fairly good agreement was obtained.

Response functions for monoenergetic γ-ray of energies 1~10 MeV were calculated at 1 MeV intervals. The calculations were made in parallel incident geometry without the peripheral material components surrounding the scintillator. The results are tabulated in this paper. A response matrix calculated from the above data was applied to the unfolding of NE-213 pulse height spectra using the FERDO code and fairly good results were obtained in absolute values.     

液闪探测器的几种n/γ甄别方法研究

利用液闪探测器研究了几种数字化波形甄别方法的n/γ甄别能力。以Am-Be源作为混合场源,用示波器对EJ-301和BC501A两种液闪探测器信号进行数字化采集,分别用上升时间法、电荷比较法、脉冲梯度分析和频率梯度分析等数字化波形甄别方法对采集的信号进行了n/γ离线甄别分析,比较了4种方法的甄别效果,并用MPD-4甄别单元从实验上验证了各方法的可靠性。结果表明：对于液闪探测器,4种数字化方法具有较好的甄别一致性和准确性,上升时间法的甄别效果最好,是实时甄别系统甄别算法的理想选择。     

球床式高温气冷堆球流CT探测器辐照光输出稳定性研究

针对长时间实验过程中CsI(Tl)闪烁体探测器的辐照光输出会不断变化的问题,在实现探测器输出暗场的稳定性控制后,对按实际堆芯5∶1比例缩小设计的球流检测系统进行了长达48 h的空载γ射线辐照,并记录了暗场稳定性的控制结果及探测器的辐照光输出。结果表明：各闪烁体探测单元受γ辐照后,辐照光输出先不断上升,达到最大值后再线性下降。分析探测器辐照光输出发现,几何尺寸和物理成分相同的各探测单元彼此间的辐照光输出上升幅度比与辐照损伤均存在差异,但辐照光输出达到最大时对应的累计剂量基本相同,且与初始辐照光输出大小无关。最后提出了对系统辐照光输出的上升和下降阶段分别采用指数校正和线性校正的思路,为球床式高温气冷堆球流检测系统图像重建过程中投影数据的校正提供解决方案。     

ST401型塑料闪烁体闪烁时间测量

应用放射源激发闪烁体发光,测量发光时间特性的单光子计数法,以及按单光子计数原理建立的测量装置,对国产ST401型普通塑料闪烁体的闪烁衰减时间进行了测量,结果为(2.60 ±0.18)ns.该装置的时间分辨率小于1.8ns,幅度动态范围大于104,测量精度好于0.1ns,并可以测量多组份发光时间的闪烁体的时间特性.     

Response Functions of Phoswich-Type Neutron Detector for High-Energy Cosmic Ray Neutron Measurement

A phoswich-type neutron detector was developed in order to measure high-energy cosmic ray neutron spectra in aircraft. The neutron detector consists of an EJ309 organic liquid scintillator that is 121.7mm in diameter and 121.7mm in length and is covered with a 15mm thick EJ299-13 outer plastic scintillator. The neutron response functions of the detector are required for the unfolding method to obtain the energy spectrum. The neutron response functions were created based on MCNPX simulations using an anticoincidence mode with the experimental light-output correlations with particle energies, uniformity of light collection and energy resolutions. The light-output correlation with particle energy, the uniformity of light collection and the energy resolutions were evaluated based on experiments. Measurements of neutron response functions were performed using four quasi-monoenergetic neutron beams from 40 to 80 MeV p-Li reactions to verify the calculated results. The calculated response functions show good agreement with the measurements. The angular response of the phoswich detector was confirmed to be isotropic from the calculation. The photon response functions of the detector were also calculated and agreed well with the measurements for 6.129MeV photons. Neutron and photon response matrices were created up to 300 and 50 MeV, respectively, over a wide energy range for experimental flights.