反冲质子探测系统中子灵敏度的Monte Carlo算法

在强流脉冲中子测量工作中,常利用PIN探测器测量中子与聚乙烯中的H核发生弹性散射产生的反冲质子.本文利用Monte Carlo技术进行快速计算的反冲质子探测系统中子灵敏度表达式,给出了算法和计算流程.     

中子通量测量的质子反冲望远镜

研制了用于测量D-T中子通量的质子反冲闪烁望远镜,望远镜由二个对带电粒子响应的半导体探测器(△E)和一个CsI(TI)闪烁探测器(E)组成.利用脉冲形状甄别技术抑制CsI闪烁探测器的γ射线本底,△E探测器的高偏压对提高信噪比是重要的.二个△E探测器和一个E探测器实现了三重符合.在三重符合条件下,通过有、无辐射体的测量得...     

反冲质子磁分析技术的研究进展

反冲质子磁分析技术作为探测聚变中子能谱的新技术,具有能量分辨率和信噪比高的优点,适合混合干扰和宽量程中子注量率条件下的测量,已经成为聚变装置中子诊断的重要手段.介绍了国际上几个大科学装置研制的反冲质子磁分析谱仪和实验结果,磁质子反冲谱仪(MPR),磁分析系统使用两块分离的电磁铁,能量分辨率达2.5％;磁反冲谱仪(MRS...     

反冲靶中子探测系统DT灵敏度的实验研究

设计了实验标定用PIN-反冲质子靶室探测系统,利用加速器中子源对探测系统的DT中子灵敏度进行了实验研究,并与理论计算结果进行了比较,一致性较好.实验结果检验和验证了理论计算程序,可以为同种类型探测系统的参数设计提供实验依据.     

反冲质子谱的计算模拟及氢深度分布的研究

本文介绍了一种弹性反冲探测分析冲质子谱模拟的计算方法。用这种方法对４０ｋｅＶ质子注入硅中和非晶硅薄膜中氢浓度的深度分布进行了研究，并取得了良好的结果。     

快中子能谱在线测量的反冲质子望远镜响应模拟研究

快中子能谱是基于散裂中子源开展大气中子单粒子效应研究的关键输入参数,在线测量宽能区快中子能谱在近散裂靶位置面临飞行时间法不确定度大、中子通量高、本底干扰强等问题。设计了反冲质子望远镜(RPT)系统,利用Geant4模拟了20～200 MeV中子轰击不同厚度聚乙烯转换靶产生的反冲质子产额、角分布以及能谱,为优化探测系统设计提供了指导依据。通过模拟硅探测器与新型快响应CLLB闪烁体组成的二重符合RPT系统对入射中子的响应,分析了影响探测系统探测效率和能量分辨率的因素,确定了聚乙烯转换靶厚度为1 mm、符合质子探测器摆放角度为26.6°和探测器尺寸等重要参数,得到了RPT系统的中子响应函数矩阵,并计算了其探测效率达10-5,对高中子通量和复杂本底干扰环境下的快中子能谱在线测量具有指导意义和参考价值。     

D-T中子源的反冲质子望远镜模拟研究

为了设计用于监测D-T中子产额的反冲质子望远镜系统,采用MCNP程序模拟了14MeV中子在不同厚度的聚乙烯膜上产生的反冲质子的产额、能谱及角分布,通过对反冲质子的产额、能谱和角分布数据的分析,给出了用于D-T中子产额监测的反冲质子望远镜系统的聚乙烯膜最佳厚度和探测器放置位置。建立了D-T中子源模型,模拟设计了反冲质子望远镜系统,并给出了系统的探测效率。     

固体反冲质子辐射转换体THGEM快中子探测器特性模拟研究

使用Geant4模拟研究了基于聚乙烯辐射转换材料的THGEM快中子探测器的辐射转换特性。结果表明,探测器响应具有一定阈特性,其灵敏度、响应阈值随辐射体厚度、吸收层厚度、中子入射角度、辐射体面积变化而改变。中子垂直入射,聚乙烯辐射体厚度50μm、铝吸收层厚度10μm时,探测器阈上响应具有较好的坪特性,阈值为2.2 MeV,灵敏度为1.0×10-4cm2。     

紧凑型磁质子反冲谱仪磁分析系统的能量刻度

介绍了一种用于多种特定环境下脉冲氘氚聚变中子能谱测量的紧凑型磁质子反冲谱仪的磁分析系统。通过三维粒子输运和蒙特卡罗模拟对磁分析系统性能进行了分析,使用CR-39径迹探测器和多个能量α单能粒子对系统进行了能量刻度。结果表明,磁分析系统具有良好的能量离散与聚焦性能,对给定能量范围的反冲质子,能够以1.5%~2.1%的能量分辨率实现（0.5~1.4）×10^－4的探测效率。     

高速实时一维阵列光电探测系统

设计实现了基于PIN光电二极管一维阵列的紧凑型实时光电探测系统。系统在16 cm的宽度内实现了32路PIN光电二极管信号的处理与采样;探测器弱电流信号的高带宽调制电路在实现104倍信号增益的同时,信号带宽约35 MHz;多通道ADC电路采样频率75 MHz,采样周期约13.3 ns,采样精度12 bits;基于高性能FPGA的信号处理电路实现了对32路高速ADC采样信号的实时处理,数据处理速度达到28.8 Gbps,每通道采样深度8 000。     

氡子体α能谱真空测量RaB的反冲损失率

氡子体α能谱法测量时的真空度使RaB发生反冲损失,这会对氡子体测量精度产生影响并造成测量腔室的污染。本实验选用0.8 μm孔径的Millipore AA型滤膜,在流率为6.3、12.3和15.6 L/min下,使用ELPI粒径分析仪、α测量仪和α谱仪分别对氡室气溶胶粒径分布、滤膜自吸收系数及反冲损失率进行测量。结果显示：氡室内气溶胶浓度呈单峰分布;相应流率下的自吸收系数为0.978、0.980、0.989,反冲损失率为0.362 8、0.368 4和0.362 9;所得反冲损失率并未表现出较大的差异,但滤膜样品上由RaA衰变产生的RaB原子却有较大的反冲损失。     

钛膜中氘氚浓度的弹性反冲法测量

研究采用弹性反冲探测(ERD)方法测量钛膜中氘、氚的浓度。实验所用Ti膜用磁控溅射法制备，膜厚小于100nm，以石英玻璃（SiO₂）为底衬，Ti膜加镀了1层Ni保护膜，以防Ti膜氧化和增强Ti膜吸氢。以6.0MeVO粒子作为入射粒子，在30°方向上探测反冲粒子，在此实验条件下，O粒子对D、T的碰撞截面为卢瑟福截面。对两个样品用ERD方法测量钛膜中的D、T含量，获得了D、T的面密度。测量结果表明，采用如上方法测量Ti膜中D、T浓度的误差小于7％。     

Influence of Gap Distance on Vacuum Arc Characteristics of Cup Type AMF Electrode in Vacuum Interrupters

The greenhouse effect of SFe is a great concern today. The development of high voltage vacuum circuit breakers becomes more important. The vacuum circuit breaker has minimum pollution to the environment. The vacuum interrupter is the key part of a vacuum circuit breaker. The interrupting characteristics in vacuum and arc-controlling techniue are the main problems to be solved for a longer gap distance in developing high voltage vacuum interrupters. To understand the vacuum arc characteristics and provide effective technique to control vacuum arc in a long gap distance, the arc mode transition of a cup-type axial magnetic field electrode is observed by a high-speed charge coupled device （CGD） video camera under different gap distances while the arc voltage and arc current are recorded. The controlling ability of the axial magnetic field on vacuum arc obviously decreases when the gap distance is longer than 40 ram. The noise components and mean value of the arc voltage significantly increase. The effective method for controlling the vacuum arc characteristics is provided by long gap distances based on the test results. The test results can be used as a reference to develop high voltage and large capacity vacuum interrupters.     

带有厚吸收片的PIN中子探头灵敏度的计算

提出了一个计算带有厚吸收的ＰＩＮ中子探头灵敏度的方法，即分层分块蒙特卡罗模拟联合模型，根据计算过程，用ＦＯＲＴＲＡＮ７７语言编写了计算程序ＬＰＭＣ，其计算方法本身的误差不大于１．８８％，ＬＰＭＣ计算结果与实验值在相对误差范围内符合，解决了仅用ＬＰ理论对带有厚吸收片的ＰＩＮ中子探头灵敏度计算结果与实验偏差过大的问题。     

基于静态场景下不遮光CMOS摄像头的核辐射探测

CMOS传感器可与X/γ射线直接作用,因此存在利用分布广泛的监控摄像头进行核辐射探测的可能性。本文对静态场景下不遮光CMOS摄像头进行了初步实验验证:将约7.4×108 Bq的99 Tcm放射源置于罗技科技(Logitech)C170摄像头旁不同距离处,在静态场景下分别采集1 000帧视频图像,发现视频图像上产生了异常的随机亮斑。本文提出一种帧间差分、高斯平滑和阈值判断相结合的方法,甄别每帧图像是否含有随机亮斑,并采用TERRA-P多用途个人剂量报警仪进行了对比实验。实验结果表明:可见光图像上叠加的亮斑是由核辐射产生的,且每千帧视频图像中含亮斑帧数与辐射剂量率线性相关,相关系数R=0.99;本文提出的算法可有效甄别静态场景下不遮光CMOS摄像头所采集视频图像中的放射性事件,即实现了对核辐射的探测。未来将进一步优化视频处理算法,期望实现基于公共场所大量监控摄像头的低成本核辐射监测。