大面积塑料闪烁体探测模块的性能测试

介绍了大面积塑料闪烁体探测模块的设计、研制及其组成,重点介绍大面积塑料闪烁体探测模块的性能测试.     

大面积薄片塑料闪烁体探测器的包装工艺及电路设计

大面积塑料闪烁体薄片是辐射探测中经常采用的一种典型探测器。为了能更好地利用好这种探测器,论文介绍了一种大面积薄片塑料闪烁体探测器的包装工艺及电路设计方法。该方法的使用使得大面积薄片塑料闪烁体可以较好地应用于表面污染、惰性气体放射性等的测量中。     

通用闪烁光子输运程序LightGuide的开发

在闪烁探测器的设计过程中，模拟闪烁光子的输运占有重要地位，LightGuide是用C^ 语言编写，在Windows环境下运行的蒙特卡罗模拟闪烁光子输运程序。此程序可用于各种材料和几何形状的闪烁体和光导系统的闪烁光子输运模拟，可对模拟过程进行跟踪分析，并可方便地进行数据处理和输出，对闪烁探测器设计和辐射结果的分析很有帮助。经过适当扩展，LightGuide可发展为多种光子输运模拟专用程序。     

在液体闪烁测量中对GDB-52型光电倍增管分压条件的调试

GDB-52型光电倍增管在70年代中试制成功后,它使我国液体闪烁测量技术提高到了一个新水平,并大大推动了各种液闪仪器的研制和生产。该管具有高增益、高量子效率和低噪声等特点。我们在研制自动液体闪烁谱仪的过程中,为更有效地使用这种管子,我们曾对该管作过一些研究。     

基于SiPM的塑料闪烁光纤剂量计的研制

放疗过程中,利用塑料闪烁光纤剂量计(Plastic Scintillator Fiber Dosimeters, PSFDs)对患者关键健康组织及肿瘤进行实时、高位置分辨的介入式剂量测量是质量保证(Quality Assurance, QA)最直接的手段之一。为研究PSFDs的实际应用情况,研制一套基于连续剂量读出的实用型塑料闪烁光纤剂量计。该剂量计以硅光电倍增管(Silicon Photomultiplier, SiPM)作为光电转换器件,通过测量SiPM输出电流实现剂量测量。利用发光二极管(Light Emitting Diode, LED)脉冲光源与小动物图像引导放射治疗机,对该剂量计的时间稳定性、重复性、温度响应、白光纤曲率响应以及动态范围等进行了系统研究。实验结果表明:恒温20℃,剂量计8 h内连续工作,输出电流变化小于1%,32 h间断工作输出电流变化小于0.5%;温度变化小于0.5℃,白光纤曲率半径大于11 cm,输出电流变化小于1%;剂量计线性动态范围可达100～9 000 cGy·min~(-1)。该剂量计基本满足临床剂量验证的要求。     

塑料闪烁体探测器性能比较

采用MC模拟了对溶剂BC408、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、PS(聚苯乙烯)、乙烯基甲苯、LiME(甲基丙烯酸锂)共5种材质的塑料闪烁体在不同射线能量下的性能参数测试,并将实验数据进行对比,进而选出光产额与探测效率较高的产品。实验结果表明:BC408塑料闪烁体在能量区间为0～0.662 MeV的射线照射下的光产额与探测效率皆比其他4种材质更为稳定,适用性更强。此次试验结果可为使用选取探测器提供参考。     

软β核素内部样品塑料闪烁探测器

本文评价了塑料闪烁片用作软β核素探测器时的计数效率、β谱、本底谱和康普顿电子谱的特征。文中强调:采用胶合光导剂构成的系统是一种新型探测器(软β核素内部样品塑料闪烁探测器)。本文提出内部样品固体探测器、胶合光导剂和胶合闪烁光导剂的新概念。     

一种用于大面积塑料闪烁体电子学电路的设计

介绍的电子学电路用于大面积塑料闪烁探测器,包括光电倍增管分压器电路、电荷前放、主放大器几部分,主放大器由放大、成形、甄别及符合电路组成.电路主要具有快速、动态范围宽、电荷灵敏度高等特点.     

高密度塑料闪烁体探测器的数据获取系统设计

由中国科学院近代物理研究所承担的塑料闪烁体探测器研究项目,其目标是开展空间粒子探测、重构入射电子轨迹、区分电子和光子、鉴别重离子。为配合该探测器测试工作,设计了一套完备的数据获取电路(DAQ)与上位机软件。DAQ接收4块前端电子学(FEE)板的数据,可完成360路电子学通道的数据读出;接收上位机的控制命令并分发给各FEE;接收探测器的击中信息并产生触发信号;接收FEE的遥测数据并传给上位机。该DAQ与上位机通过USB总线和RS232总线实现实时通信。上位机软件基于LabWindows/CVI软件平台开发,实现对FEE电子学系统的控制、数据读取与保存,以及FEE系统运行状态参数信息的实时显示。该数据获取系统电路结构紧凑、功能完善,上位机软件具有良好的人机交互界面。经现场实际运行,DAQ与上位机软件满足设计要求,目前已成功应用于塑料闪烁体探测器读出电子学测试系统。     

用于新型塑料闪烁体阵列探测器的多通道前端读出电子学设计

介绍一种用于新型塑料闪烁体阵列探测器系统的前端读出电子学（FEE）的设计与实现,该前端读出电子学主要基于电荷测量专用的集成电路（ASIC）芯片和现场可编程逻辑门阵列（FPGA）研制,可实现对多路探测器信号的采集、处理、筛选、打包,并通过LVDS差分接口上传到后端的数据获取系统（DAQ）。同时,该电路设有板载线性标定电路,可实现对各通道电子学性能刻度,设有电源电流、关键芯片及电路温度实时监控等电路,使电路具有较完善的功能和较强的自我保护能力。     

Energy and Angular Responses of the Criticality Accident Detector using a Plastic Scintillator

The Japan Atomic Energy Agency (JAEA), Nuclear Fuel Cycle Engineering Laboratories, operates a spent fuel reprocessing plant and MOX (Plutonium-Uranium Mixed Oxide) fuel fabrication plants. Criticality accident detectors have been installed in these facilities. The detector, the Toshiba RD120, is composed of a plastic scintillator coupled to a photomultiplier tube, and an operational amplifier. The alarm triggering point is set to 1.0–3.6 mGy.h^?1 in photon dose rate to detect the minimum accident of concern. However, a plastic scintillator is principally sensitive not only to primary photons but also to neutrons by secondary photons and heavy charged particles produced in the detector itself. The authors calculated energy and angular responses of the RD120 criticality accident detector to photons and neutrons using Monte Carlo computer codes. The response to primary photons was evaluated with the MCNP-4B and EGS4 calculations, and photon and X-ray irradiation experiments. The response to neutrons that produce secondary photons and heavy charged particles from neutron interactions was computed using the MCNP-4B and SCINFUL, respectively. As a result, reliable response functions were obtained. These results will be a great help in reassessing the coverage area and in determining the appropriate triggering dose rate level in criticality accidents.     

大面积大动态粒子探测器

动达范围达10~4的大面积闪烁探测器已研制成功并成功地用于超高能宇宙射线的长期观测。它有好于90％的位置一致性,约4×10~4/m~2的最大可测粒子密度。本文还介绍了它的标定和使用方法,讨论了测定的可靠性问题。     

用于暗物质间接测量外围反符合探测器的读出研究

在暗物质的间接探测中,需要利用反符合探测器对带电粒子进行定位标记,研究了在截面为1 cm2,长为80 cm的塑料闪烁条中插入直径1 mm的波移剂光纤并用盖革模式雪崩光二极管读出的实验方案。宇宙线测试结果表明此种实验方案具有很高的探测效率,以及较好的读出均匀性。     

Fabrication and X-Ray Calibration of Thin Plastic Scintillator Detectors

Thin film plastic scintillator detectors were fabricated and calibrated with x rays in the 1.5-20 keV range. The calibration systems used are described. Measurements showed that the presence of a film substrate can significantly change the detector response. X-ray conversion efficiency was determined as a function of energy and shown to be a strong function of energy for low energy x rays.     

大面积闪烁光纤阵列探测器的在束测试

利用70AMeV²⁶Mg初级束流及其产生的次级束流,在兰州重离子加速器放射性次级束流线（RIBLL）终端测试了大面积闪烁光纤阵列探测器(LASFA)探测单元的时间分辨和位置分辨能力。利用70AMeV²⁶Mg初级束流测试得到的时间分辨约为128ps,对应的位置分辨约为10mm;利用次级束流测试得到的时间分辨约为158ps,对应的位置分辨约为13mm,具有很好的时间分辨和空间角分辨能力。结合RIBLL的ΔESi探测器,给出了ΔE_Si-TOF二维谱,并将测试结果与RIBLL的粒子鉴别系统进行详细比较。结果表明,大面积闪烁光纤阵列作为轻带电粒子的飞行时间终止探测器,性能优于RIBLL上采用的时间拾取探测器,可更清楚地鉴别次级束流。     

用于脉冲堆裂变总数测量的闪烁体探测器研制

采用波形积分法研制了用于脉冲堆裂变总数测量的闪烁体探测器,采用脉冲峰和脉冲坪信号分路引出的设计,同时测量裂变率相差较大的脉冲峰和脉冲坪。该探测器具有线性电流大、测量范围宽的特点,在测量小产额脉冲时更具优势。该裂变总数测量方法与其他方法获得的结果一致。