液体闪烁体探测器n/γ甄别方法的现状与发展

n/γ射线甄别是中子探测的一个关键技术。简要阐述了液体闪烁体探测器中利用脉冲形状甄别n/γ射线的基本原理,综述了传统的基于模拟技术的n/γ射线甄别方法和近年来出现的基于数字技术的n/γ射线甄别方法,同时探讨了各种方法的原理和特点,并指出n/γ射线甄别方法的发展趋势。     

提高塑料闪烁体n/γ甄别能力的一种新途径

在强脉冲束中子、γ混合辐射场中,一般使用塑料闪烁体探测器测量中子注量,为了尽可能地减少γ辐射的干扰,需要提高塑料闪烁体的n/γ甄别能力.利用电子与质子在磁场中的偏转半径不同,提出一种提高塑料闪烁体n/γ甄别能力的新途径,并采用Geant4输运程序探讨了该探测方法的可行性,模拟结果表明:该方法使用较薄的闪烁体和磁铁构成探...     

基于BP神经网络的n/γ甄别方法研究

常用的有机闪烁体探测器对中子和γ射线均敏感,所以消除或减弱γ射线在中子探测技术中的影响是必要的。考虑到BP神经网络能实现分类器的功能,因此本文结合脉冲形状甄别技术与BP神经网络,将BP神经网络应用在中子与γ射线混合场的粒子甄别中。通过训练BP神经网络达到记忆、分类测试样本的目的。对BP神经网络应用于n/γ脉冲波形甄别的准确性进行验证后与电荷比较法及频域梯度分析法甄别结果进行了对比。结果表明,BP神经网络甄别法不仅能为混合辐射场提供有效的甄别,而且在甄别时间上较电荷比较法与频域梯度分析法有所提高。     

脉冲堆积条件下n与γ脉冲波形甄别仿真分析

为消除或减弱γ射线对中子测量的影响,将脉冲堆积条件下的n脉冲信号和γ脉冲信号划分为单独n与γ脉冲事件、后沿堆积事件和前沿堆积事件共三种,根据复杂程度的不同,选取三种机器学习算法进行研究,最终采用基于支持向量机的n/γ甄别方法实现了波形甄别,并对最终的甄别效果进行分析,给出该方法的优势和下一步需要解决的问题。     

基于DP310采集卡的数字化n-γ甄别

以DP310数据采集卡为基础,对液体闪烁探测器BC501A的输出信号进行了数字化n-γ甄别研究。分别采集了探测器阳极以及经放大器ORTEC460的信号,采用电荷比较法和上升时间法对探测器的n-γ甄别能力进行了研究。研究结果表明：采用上升时间甄别方法时,采样频率越高,甄别能力越强,当上升时间的选取区间为脉冲幅度的10%～80%时,其甄别能力最强;采用电荷比较法时,当快成分积分时间为25ns时,n-γ脉冲甄别能力最强,其M因子为1.56。     

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。     

自研塑料闪烁体探测器中子/γ甄别能力测试

塑料闪烁体在中子探测领域具有重要应用前景。对于自研两种尺寸(?2.54 cm×2.54 cm、?5.08 cm×5.08 cm)的塑料闪烁体进行了测试。采用光电倍增管(Photomultiplier Tube,PMT)搭建了探测系统,利用高速示波器采集功能对自研塑料闪烁体进行能量刻度,通过测量¹³⁷Cs γ放射源的脉冲幅度谱并与MCNP5模拟谱对比,以获取康普顿边缘位置信息,实现准确的γ射线能量标定。利用电荷积分法对从241Am-Be中子源上获取的数据进行分析,采用品质因子(Figure Of Merit,FOM)、中子峰谷比、中子漏计数率等参数量化不同能区的n-γ甄别效果,对比自研塑料闪烁体相对于EJ-299-33A的探测效率。结果表明：?2.54 cm×2.54 cm自研塑料闪烁体相比于?5.08 cm×5.08 cm自研塑料闪烁体具有较高的FOM值;两种自研塑料闪烁体相对于EJ-299-33A的探测效率分别约为0.49和1.0,可见自研的?5.08 cm×5.08 cm塑料闪烁体与同尺寸的商用塑料闪烁体EJ-299-33A性能相当。     

低强度脉冲中子束的数字式n/γ分辨测量

针对低强度脉冲中子束测量,使用高速数字示波器作为数据采集设备,配合BC501A液体闪烁体探测器组建了数字式脉冲形状甄别(Digital Pulse Shape Discrimination,DPSD)测量系统,实现了中子的n/γ分辨测量。系统工作时采集并存储探测器输出的中子与γ射线的脉冲波形及其记录时刻,利用DPSD方法甄别中子实现了中子脉冲高度谱统计;系统具有连续记录和具备时间戳的采集窗记录两种工作方式以适应不同的脉冲中子束强度,并通过分析数据记录中脉冲波形的位置或时间戳,实现了中子事件的时间信息统计。使用该系统在Am-Be中子源上使用采集窗工作模式开展了实验,成功获得中子脉冲幅度谱、中子时间谱以及n/γ甄别谱。     

闪烁薄膜探测器n/γ分辨研究

本文研究闪烁薄膜探测器n/γ分辨能力的测量结果偏低于理论值的问题.研究发现,理论计算忽略了探测器入射窗、出射窗及空气等条件,而γ射线与这些物质作用产生的次级电子会在薄膜闪烁体内沉积能量,造成探测器伽玛响应灵敏度增强.根据MCNP程序模拟和真空实验验证,证实对于薄膜闪烁体次级电子的影响不可忽略,并且影响比例随薄膜闪烁体厚度变薄而增大.空气等产生的次级电子的影响是制约闪烁薄膜探测器n/γ分辨能力的主要因素,因此提出高n/γ分辨的闪烁薄膜探测器需设计成真空结构.     

基于PCA-GA-SVM的n/γ甄别方法研究

由于常用中子探测器对中子和γ射线均呈现敏感性,所以消除γ射线对中子测量的影响很有必要性。考虑到支持向量机（SVM）能实现二分类器功能,本文结合主成分分析法（PCA）、遗传算法（GA）,将SVM应用在混合场n/γ的甄别工作中。通过PCA对特征值进行降维,避免SVM出现过拟合现象,同时通过GA迭代方式寻找SVM关键参数惩罚因子C和核函数参数g的最优值。对PCA-GA-SVM网络在n/γ甄别中的准确性进行验证后与电荷比较法及频域梯度分析法甄别结果进行对比。结果表明,经过PCA与GA优化后的SVM网络甄别精度提升显著,该方法可为混合场n/γ提供有效的甄别。     

基于数字化脉冲处理器的α/β射线甄别方法研究

表面污染检测设备多采用ZnS(Ag)和塑料闪烁体组成的复合探测器对α/β射线进行同时测量,其中α/β射线的甄别方法至关重要。传统的甄别方法主要有脉冲幅度甄别法和脉冲宽度甄别法,其受模拟元件参数的影响而甄别稳定性降低。本文基于数字化脉冲处理器对α/β射线进行甄别,在FPGA内部构建电流恢复器、两路方形滤波器、比值计算器计算两路方形滤波器的输出峰值的比值。α/β射线在比值统计图中的不同区间呈高斯分布,由此实现对α/β射线的甄别。结果表明：该甄别方法能实时甄别出α/β射线,甄别品质因子为352,串道比均小于05%。对α、β探测效率分别不小于577%、37%。     

基于BP神经网络的n/γ甄别方法研究

常用的有机闪烁体探测器对中子和γ射线均敏感,所以消除或减弱γ射线在中子探测技术中的影响是必要的。考虑到BP神经网络能实现分类器的功能,因此本文结合脉冲形状甄别技术与BP神经网络,将BP神经网络应用在中子与γ射线混合场的粒子甄别中。通过训练BP神经网络达到记忆、分类测试样本的目的。对BP神经网络应用于n/γ脉冲波形甄别的准确性进行验证后与电荷比较法及频域梯度分析法甄别结果进行了对比。结果表明,BP神经网络甄别法不仅能为混合辐射场提供有效的甄别,而且在甄别时间上较电荷比较法与频域梯度分析法有所提高。     

用Fisher线性判别方法甄别Cs_2LiYCl_6:Ce~(3+)晶体的n/γ波形

Cs_2LiYCl_6:Ce~(3+)(CLYC)晶体是一种性能优异的无机闪烁晶体,具有良好的n/γ脉冲形状甄别能力。传统的电荷比较法常用来甄别CLYC晶体的n/γ,通过优化积分时间窗口的宽度来获得最优的甄别结果,计算量大。本文提出利用Fisher线性判别进行CLYC晶体的n/γ波形甄别,以获得高甄别品质因子为准则来构建投影向量。n/γ混合场由Am-Be源产生,用泰科DPO7104示波器记录探测器信号。结果表明,构建投影向量后,Fisher线性判别方法计算量小、可移植性强,且可得到优于电荷比较法的甄别结果。     

nGγ核信号的matlab仿真及其数字波形甄别方法研究

由于中子射线中常常混有γ射线,所以在探测器探测到中子信号的同时也可能会探测到γ信号,而对不同的核信号进行区分具有重大意义。本文利用 matlab 软件开展了中子和γ粒子数字化核信号波形仿真研究,并利用几种核脉冲波形甄别方法对仿真波形进行甄别,最后对不同方法的甄别效果展开了分析讨论。结果表明,电荷比较法、上升时间法和脉冲梯度分析法都是稳定的甄别方法,可有效实现n-γ甄别,其中电荷比较法的甄别效果相对较好。     

n-γ核信号的matlab仿真及其数字波形甄别方法研究

由于中子射线中常常混有γ射线,所以在探测器探测到中子信号的同时也可能会探测到γ信号,而对不同的核信号进行区分具有重大意义。本文利用 matlab 软件开展了中子和γ粒子数字化核信号波形仿真研究,并利用几种核脉冲波形甄别方法对仿真波形进行甄别,最后对不同方法的甄别效果展开了分析讨论。结果表明,电荷比较法、上升时间法和脉冲梯度分析法都是稳定的甄别方法,可有效实现n-γ甄别,其中电荷比较法的甄别效果相对较好。     

CIAE2170型脉冲形状甄别器的研制

研制的ＣＩＡＥ２１７０型脉冲形状甄别器已应用于中子物理、中子核数据测量及裂变物理实验中，进行１５００ｈ以上，连续工作２００ｈ的长期工作的考验，稳定可靠。它的各项技术性能经严格测试，在国内没有同类产品能与之相比，达到国内领先、国外同类仪器的先进水平。特别是它的温度稳定性在５—４５℃范围内，达到＜０．１０ｎｓ／℃。     

用于复合晶体探测器的数字波形甄别方法研究

本文设计了-个基于DSP的数字波形甄别系统,在此基础上研究了BP神经网络法、最佳线性法、等效宽度法、脉冲前后沿宽度法等数字甄别方法,给出了NaI(Tl)和csI(Na)复合晶体探测器的甄别结果,并从甄别能力、运算速度、抗干扰能力等方面进行了比较和讨论,结果表明BP神经网络甄别方法具有最大的甄别能力和抗干扰能力,同时能够满足系统实时甄别的要求.     

β-γ混合场测量中的粒子甄别研究概述

β-γ混合辐射场测量中需要甄别入射到探测器中的粒子类型,旨在为进一步开展β/γ甄别和测量研究提供有价值的资料。论文概述并分析了粒子甄别方法及其原理,指出叠层闪烁探测器是最适合用于现场β/γ甄别和测量的解决方案。从探测器结构设计与判定方法和脉冲形状甄别算法两个角度回顾了利用叠层闪烁探测器甄别β/γ粒子的研究现状,指出现有研究中存在的一些问题,并对进一步研究提出相关改进建议。     

涂硼稻草管中子探测效率与γ射线甄别研究

涂硼稻草管是一种新型的3He替代探测器,能广泛满足中子散衍射、军控核查、无损检测等领域的大面积低能中子测量需求。本文系统研究了PTI-204型稻草管探测器甄别阈对中子和γ计数的影响,优选出最佳甄别阈值。并在此基础上,利用实验室放射源测量了γ射线甄别率和热中子探测效率。结果表明:PTI-204的γ射线的甄别率可达约10~(-8),热中子的探测效率约为20%,是一种极具潜力的3He替代探测器。