CsI(Tl)晶体探测WIMP实验中反冲核与电子信号的甄别(英文)

研究了CsI(Tl)晶体探测器中反冲核信号与电子信号的甄别能力。利用参数“tbar”来描述反冲核信号与电子信号两种脉冲波形的特性,并以此来甄别两种信号。对品质因子K的研究表明,脉冲甄别方法的甄别能力随反冲核信号与电子信号能量的降低而减弱。通过这一脉冲甄别方法,对于CsI(Tl)晶体探测器而言,可以区别反冲核信号与电子信号的最低的阈是25个光电子。     

CsI(Tl)晶体探测WIMP实验中反冲核与电子信号的甄别

研究了CsI(Tl)晶体探测器中反冲核信号与电子信号的甄别能力.利用参数"tbar"来描述反冲核信号与电子信号两种脉冲波形的特性,并以此来甄别两种信号.对品质因子K的研究表明,脉冲甄别方法的甄别能力随反冲核信号与电子信号能量的降低而减弱.通过这一脉冲甄别方法,对于CsI(Tl)晶体探测器而言,可以区别反冲核信号与电子信号的最低的阈是25个光电子.     

CsI(Na)闪烁薄膜对重带电粒子时间响应实验研究

为发展具有粒子甄别能力的空间带电粒子辐射场测量的闪烁探测技术,本文采用单光子计数方法测量了片状CsI(Na)晶体在质子、锂离子和氧离子激发下的衰减时间曲线,结合CsI(Na)对脉冲X射线瞬态响应的波形分析,结果表明,CsI(Na)晶体对质子、重带电粒子和电子展示出完全不同的衰减时间特征。基于CsI(Na)材料的闪烁探测器在电流型计数模式下可望实现对高能电子、质子和重离子的分辨,从而为其用于空间辐射场测量的信号波形甄别奠定基础。     

新型脉冲形状甄别器

介绍利用脉冲波形前、后沿信息所研制的新型(NaI(Tl)/CsI(Na))复合晶体探测器脉冲形状甄别器(PSD)和性能测试结果,实测表明该PSD具有最佳甄别因子>3.5,能很好地区分纯NaI和CsI信号,对康普顿事件也有很好的拒斥能力,已多次用于球载空间观测实验。     

阵列CsI(T1)探测器鉴别轻带电粒子

文中描述了一个5×5阵列CsI（T1）探测器结构以及对轻带电粒子的鉴别,CsI晶体有快慢两种成分,通过不同延迟和积分门的选择得到这两种信号,来进行轻带电粒子的鉴别。经过理论模拟和实验测试,发现不同的延迟和门的宽度对鉴别能力都有影响。     

涂硼CsI(Tl)探测器n-γ信号仿真及数字甄别方法研究

根据在涂硼CsI(Tl)探测器中产生的γ射线、中子脉冲信号的特征,利用电荷比较法、上升时间法、频率梯度法、向量投影法、聚类分析法、神经网络法完成了n/γ射线甄别。结果表明了这些方法均可以实现对涂硼CsI(Tl)探测器的中子甄别,这为今后搭建涂硼CsI(Tl)探测器的中子实时甄别系统打下基础。     

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...     

中能重离子在位置灵敏CsI(T1)探测器中能损与光输出响应的关系

描述了一种双维位置灵敏CsI(T1)探测器的结构及其读出系统,用中能次级束研究其能损与光输出关系.使用Bp+(△E-TOF)方法鉴别次级束,刻度了CsI(T1)探测器位置信号的线性,并用其光输出与入射粒子的A、Z关系刻度其能量.结果表明,CsI(T1)探测器输出信号的ADC读出与QDC读出(即其光输出)有很好的线性关系.     

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。     

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。     

PET复合晶体甄别电子学及算法设计

设计并实现了一种高分辨率复合晶体探测器和电子学,并提出一种系统辨识的算法。复合晶体探测由LYSO(Lu2-xYxSiO5)和YSO(Y2SiO5)两种晶体交错排列而成,目的在于提高晶格的定位能力,改善空间分辨率。由甄别电路完成对PMT(photomultiplier tube)原始信号的处理,使用了高速ADC对信号连续采样,由FPGA完成波形采集,并能够完成实时基线恢复。甄别算法是分析了探测器响应和电子学采集模型之后提出的,是一种系统辨识算法。晶体甄别是基于提取与信号的衰减时间常数相关量来完成的。对LYSO和YSO的单晶体条实验,其甄别率超过98%;并绘制了甄别后两种晶体的二维直方图(2Dmap),有效地减少晶格间交叠,提高了空间分辨率。     

Phoswish探测器测量重离子在生物组织中的核碎片

利用HIRFL（兰州重离子研究装置）产生的55MeV/u的40Ar17 离子束，用由CsI(T1) 快塑料闪烁探测器组成的Phoswich探测器，以1．5mm有机玻璃为效生物组织材料，探索了研究等效生物组织中核碎片测量的方法，对实验中可能出现的问题及解决方法进行了探讨，结果表明探测器对Z可分辨到16，元素分辨为Z／ΔZ约为40。     

面向暗物质直接探测的原型液氩探测器读出电子学系统设计

针对面向暗物质直接探测的t级原型液氩探测器的信号读出需求,本文设计了1套基于高速、高精度波形数字化技术及PXI Express高速仪器总线技术的读出电子学系统。该系统采用多个波形数字化模块和1个全局触发模块,实现单机箱40路光电倍增管信号的同步采集。系统具有很好的灵活性和可扩展性,通过将多个机箱的触发模块级联可进一步将系统规模扩展至数百通道。该系统研制完成后,配合1个10 kg级的小型液氩探测器开展了单光电子标定和放射源联调测试。通过放射源测试,获得了高质量的液氩探测器闪烁光信号波形。利用脉冲形状甄别算法,可清晰区分核反冲事例和γ事例,初步结果表明,在80~240 pe(光电子)信号幅度范围内的17万个事例中,没有电子反冲信号被误判为中子信号,验证了读出电子学技术路线和设计方案的可行性。     

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。     

基于小波变换的双指数信号高斯脉冲成形算法研究

高斯脉冲具有信噪比高、弹道亏损小的优点，因此，在核辐射测量系统中常将核辐射探测器输出信号成形为高斯波形。核辐射探测器实际输出的核脉冲信号更接近于双指数信号，因此在小波变换的基础上，利用卷积运算的微分特性，提出了双指数信号高斯脉冲成形算法，并建立了成形系统的冲激响应。采用模拟核脉冲信号，从时域和频域两方面研究了成形参数对成形脉冲形状、滤波特性的影响规律；采用FAST硅漂移探测器（Silicon Drift Detector,SDD）测量标准Mn样品获得实测核脉冲信号，分别进行高斯脉冲成形算法和梯形脉冲成形算法处理，并生成能谱；通过对比5.89 keV特征峰峰面积、能量分辨率，研究两种成形算法在能量分辨率和堆积脉冲分离方面的性能。结果表明：当达峰时间为3.2～6.4μs时，两种成形算法所得能谱的能量分辨率最佳，此时，两者之差小于5 eV；在相同达峰时间条件下，高斯脉冲成形算法的堆积脉冲分离能力优于梯形脉冲成形算法。     

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。     

ΔE-E望远镜在~9C碎裂反应上的应用

为研究9 C的晕核结构,一套ΔE-E望远镜探测器应用在兰州放射性次级束流线(RIBLL)上进行的9 C碎裂反应实验中,用来测量反应中产生的碎片。为解决ΔE-E望远镜中硅条的干扰问题及硅条和CsI的能量刻度,利用硅条的感应信号对重离子在硅条上产生的饱和信号进行能量刻度,并通过模拟程序与事例得到的刻度点对CsI(Tl)晶体进行能量刻度。同时使用在硅条和CsI(Tl)晶体上的位置信息对反应物径迹进行重建,从而得到同一离子在硅条与CsI(Tl)晶体上信号的符合,并得到了最终的有效物理事件。     

GRM复合晶体探测器读出系统设计

针对SVOM卫星中的γ暴监视仪的叠成闪烁体探测器,设计了一套混合信号读出系统,用于获取GRM复合晶体探测器输出电压脉冲幅度与信号宽度,并根据脉冲的宽度对信号进行甄别分类。在系统设计中采用FPGA对系统进行时序控制,使用高速峰值保持电路对复合晶体输出信号进行峰值保持,利用RS232数据接口完成测试系统与PC机的数据交换。测试结果表明,本工作所设计的系统可稳定可靠地实现对复合晶体输出信号的获取与甄别分类。     

基于数字化测量的频域n-γ甄别算法研究

针对基于核辐射数字化测量n-γ甄别中的对抗干扰能力弱、甄别稳定性差的问题,研究了次声信号、机械故障检测信号、雷达信号等领域的频域特征提取算法,考察了以上算法在核脉冲信号中n-γ甄别的适用性,并根据核脉冲信号频域特性,提出了0频率幅值算法。为比较各算法在频域甄别的优劣,对利用BC501A液体闪烁体探测器测量的Am-Li源、252Cf源以及239Pu源脉冲数据开展实验分析,结果表明提出的0频率幅值算法在频域n-γ甄别方面能够取得较好的甄别性能。