闪烁光纤在快中子辐照下部分特性的蒙特卡罗模拟

采用蒙特卡罗方法对闪烁光纤在快中子辐照下的特性进行了研究。利用Geant4模拟计算得到了快中子照射下,闪烁光纤中的能量沉积效率与光纤长度、半径及入射中子能量的变化曲线,同时对量子效率随上述参数的变化关系进行了模拟分析。研究结果表明选择合适尺寸的闪烁光纤和入射中子能量对于快中子成像技术具有重要的意义,并为实际测量工作中的参数选择提供了的理论指导。     

快中子照相MCNP模拟计算

正快中子照相是近些年新开展的一种照相技术,与热中子照相相比,快中子照相快中子具有能量较高、与物质作用截面较小、穿透能力强等特点,快中子穿过较厚被测样品材料时,通过记录出射的快中子可检测出物体内的元素空间分布、材料结构上差异等信息。本工作利用MCNP模拟计算了2.45 MeV中子穿过不同厚度聚乙烯样品及金属样品后的计数情况(图1),样品出射中子选用塑料闪烁体进行探测,实物如图2所示。对2.45 MeV快中子成像分辨率及塑料闪烁体探测     

14 MeV快中子照相用光纤转换屏研究

快中子照相技术因其超强的样品透视能力而成为射线无损检测技术近年来研究的热点,转换屏是中子照相装置的关键部件。光纤转换屏是一种新型的快中子照相转换屏,较大程度兼顾了光纤阵列的高探测效率和荧光屏的高成像质量,具有很好的应用前景。本文以D-T加速器为中子源,用ZnS和环氧树脂以及光纤研制了快中子照相光纤转换屏,耦合科学级CCD数字成像系统,进行了快中子数字照相技术研究,获取了不同光纤排列方式的光纤转换屏积分曝光图像,同时测量了快中子荧光屏和塑料闪烁体等其他快中子照相用转换屏的发光效率,实验结果表明,光纤转换屏的发光效率高于其他类型转换屏的。     

14 MeV快中子照相用光纤转换屏研究

快中子照相技术因其超强的样品透视能力而成为射线无损检测技术近年来研究的热点,转换屏是中子照相装置的关键部件。光纤转换屏是一种新型的快中子照相转换屏,较大程度兼顾了光纤阵列的高探测效率和荧光屏的高成像质量,具有很好的应用前景。本文以D-T加速器为中子源,用ZnS和环氧树脂以及光纤研制了快中子照相光纤转换屏,耦合科学级CCD数字成像系统,进行了快中子数字照相技术研究,获取了不同光纤排列方式的光纤转换屏积分曝光图像,同时测量了快中子荧光屏和塑料闪烁体等其他快中子照相用转换屏的发光效率,实验结果表明,光纤转换屏的发光效率高于其他类型转换屏的。     

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。     

形态滤波在快中子图像降噪处理中的应用

在基于CCD耦合闪烁光纤阵列的快中子照相系统中,快中子图像受噪声污染较为严重.针对快中子图像中的椒盐噪声和泊松噪声,研究了形态滤波技术在降噪方面的应用.结果表明在对快中子图像处理过程中,基于二维多方向结构元素的形态滤波在滤除噪声和保持图像细节等方面效果较佳.     

快中子转换屏发光性能研究

以中子转换屏发光机理建立数学模型,计算了LiF-ZnS中子转换屏的各项参数对成像性能的影响。用不同种类荧光粉制备了多块不同厚度和材料成分的快中子转换屏进行性能测试,实验结果显示,14 MeV快中子转换屏最佳厚度为3 mm左右,ZnS和粘合剂的最佳重量比为1:1–2:1。对快中子转换屏和塑料闪烁体等中子探测屏的性能进行了实验测试和对比,给出了各种探测屏的性能差异和适用范围。     

基于小型加速器中子源的快中子层析实验研究

利用快中子穿透能力强的特点实现层析成像,对于大尺寸的无损检测具有重要意义。但快中子探测效率低,非期望信号引起图像噪声大,原始投影图像信噪比相对较低,实现快中子层析成像难度较大。本文利用中国工程物理研究院核物理与化学研究所研制的小型中子成像检测仪,获取了轻重材料混杂件不同角度下的快中子成像投影图像,通过对投影图像进行预处理提高图像信噪比,并采用迭代重建算法对投影图像进行重建,成功获取了模拟样件的三维结构分布,具备了内部轻材料孔洞缺陷的检出能力,表明采用小型加速器中子源可以实现快中子计算机断层扫描(Computed Tomography,CT)成像。     

快中子共振成像实验研究

利用两次成像法对快中子共振成像进行研究.分别利用6.3 MeV和6.1 MeV快中子对石墨、铜、铝构成的样品进行成像,经图像处理后,消除铜和铝的影像而获得了碳元素的分布图像.     

用4.5MV静电加速器开展快中子照相的研究

用国产原材料研制了一种适用于快中子照相的关键部件——快中子转换屏。利用⁹Be(d，n)反应在北京大学4.5MV静电加速器上产生低于7MeV能区的快中子，采用胶片成像法进行了快中子照相的初步实验。借助带不同孔径的Fe等不同材料制作的不同厚度的试验样品，对快中子胶片成像法的基本性能进行了初步测试和研究。实验结果表明，研制的快中子转换屏能够满足快中子照相的需要。     

高能中子针孔成像系统的点扩展函数的模拟研究

本文采用蒙特卡罗方法对高能中子下针孔成像系统的点扩展函数进行了模拟研究.研究中采用高斯函数拟合的数学方法分析比较了该系统在两种不同探测器材料下的点扩展函数,并在此基础上得出相应的调制传递函数.研究结果表明,在较高能量的中子入射下,采用塑料闪烁光纤代替传统的无机闪烁体作为成像探测器材料将能够提高针孔成像系统的点扩展函数,进而得出若采用闪烁光纤阵列作为探测器将能够提高系统的调制传递函数的结论.     

241Am-Be中子源快中子成像研究

中子成像是一种与X射线成像互补的无伤探测技术。快中子比热中子等低能中子具有更强的穿透力而适合更厚材料的检测。但是快中子难于探测使得快中子成像研究直到最近几年才受到人们的重视。同位素和加速器中子源适合发展可移动中子成像无伤检测系统，而且同位素中子源还有发展便携式无伤探测系统的潜能。本文介绍作者利用同位素中子源241Am-Be开展快中子成像研究的初步结果。     

ST-451型有机液体闪烁体快中子绝对效率的测定

一、前言由于有机液体闪烁体对于γ射线和中子有极好的脉冲形状甄别性能和快的时间响应,而且对快中子具有较高的探测效率,在快中子飞行时间谱仪中常用作中子探测元件。我们以T(d,n)~4He反应作为中子源,利用伴随粒子型快中子飞行时间谱仪测量了ST-451型     

精确测定ST451型快中子探测器的有效中子阈和电子的相对闪烁响应

本实验用薄膜￣（２５２）Ｃｆ源的裂变中子测定ＳＴ４５１型快中子探测器的有效中子阈。文中叙述了用单能γ射线源刻度探测器对电子能量响应的方法，康普顿边的位置通过比较测量的脉冲幅度谱和ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ模拟的分布与探测器的脉冲幅度分辨进行折叠的理论谱被精确地确定。给出了中子能量在７Ｍｅｖ以下，ＳＴ４５１型快中子探测器的有效中子阈和电子的相对闪烁响应数据。     

精确测定ST451型快中子探测器的有效中子阀和电子的相…

本实验用薄膜＾２５２Ｃｆ源的裂变中子测定ＳＴ４５１型快中子探测器的有效中子阈。文中叙述了用单能ｒ射线源刻度探测器对电子能量响应的方法，康普顿边的位置通过比较测量的脉冲幅度谱和Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ模拟的分布与探测器的冲幅度分辨进行折叠的理论谱被精确地确定，。给出了中子能量在７ＭｅＶ以下，ＳＴ４５１型快中子探测器的有效中子阈和相对闪烁响应数据。     

研究堆直接引出裂变中子的超视场成像技术研究

中子成像是一种重要的无损检测方法，快中子(MeV级能量)成像技术，能够在中大型样品的轻材料缺陷检测发挥其独特优势。经过理论分析和蒙特卡罗模拟设计，采用过滤结构将绵阳研究堆热中子束线的裂变中子份额大大提高，在等效准直比约260情况下，成像位置的裂变中子注量率可以达到3×10⁵ cm^-2·s^-1。采用快中子荧光屏作为探测器，通过研发的大视场成像装置，形成了一套直接视场可达400 mm×400 mm，分辨率优于0.5 mm的裂变中子成像系统。利用超视场成像技术，该系统还能够检测横向尺寸不超过600 mm的大型样品。     

一个密闭的液体闪烁体灌装系统

本文介绍长液体闪烁体的灌装装置。该装置的建立,保证了快中子位置灵敏谱仪作快中子小角度弹性散射截面测量的长期稳定性。对其它类似研究工作也可提供必要的实验条件。     

快中子敏感硅微通道板的模拟与设计

兰州大学研制的快中子成像探测器由聚乙烯转换器、铅玻璃微通道板和电荷耦合器件(Charge Coupled Device,CCD)相机组成,为了进一步提高探测器的空间分辨率,计划用硅微通道板(Silicon Microchannel Plate,Si-MCP)作为像探测器中的转换器和倍增器件.采用蒙特卡罗模拟工具包Gea...     

X射线闪烁屏针孔相机

研制了用于ICF实验激光焦斑监测的X射线闪烁屏针孔相机,通过使用Cs I闪烁屏,能够有效的减小焦斑成像中硬X射线份额,图像的信噪比有了很大提高。使用蒙卡方法对Cs I的能量沉积进行了模拟,计算出适合于针孔相机的闪烁屏厚度。由于针状Cs I闪烁屏的分辨力优于一般闪烁体,制造了针状Cs I闪烁屏作为针孔相机的成像元件。在X射线管上做了Cs I闪烁屏的成像实验,实验表明闪烁屏具有较好的分辨力,最小分辨达到15 lp/mm,整个X射线闪烁屏针孔相机的分辨力好于24μm,和普通针孔相机的分辨力基本相当。     

闪烁光纤阵列用于高能射线成像的可行性研究

本文通过对塑料闪烁光纤阵列在高能X或γ射线下的特性研究,分析了利用闪烁光纤阵列作为高能成像探测器的可能性。采用了基于蒙特卡罗的模拟方法,分析了闪烁光纤在高能射线下所成图像的质量,并且模拟计算了表征图像质量的信噪比(SNR),探测量子效率(DQE)以及调制传递函数(MTF)。通过这些计算得到闪烁光纤阵列有着传统闪烁屏所不具有的一些特性,把闪烁光纤的这些特点应用于高能成像中是完全可行的。