裂变伽马射线探测器的时间响应特性研究

根据国内首次研制出的载铀材料裂变伽马射线探测器的工作原理及其输入-输出等效电路,利用M.C建模计算的方法研究获得了探测器的灵敏体在δ辐射脉冲作用下产生并输出的脉冲电流波形g0(t),同时通过实验方法研究获得了其灵敏单元在脉冲射线作用下产生的电信号在输出电路中的时间过程gRLC(t),并最终得到了探测器的时间响应特性:响应波形前沿时间为0.72 ns,后沿时间为3.9ns,半宽为2.08 ns,探测器响应时间很快;最后通过数值计算的方法考察了探测器时间响应对不同宽度源波形的影响。结果表明:源波形时间越慢,探测器对其测量的影响就越小,其中探测器的时间响应对于半宽为100 ns的高斯型源波形的峰值、半宽、前沿以及后沿时间的影响基本上都小于0.2%,所以探测器时间响应特性完全满足这样宽度下的脉冲中子源的测量要求,对测量结果不需要进行逆卷积处理。     

超低频/超大脉宽信号源

介绍了一种超低频/超大脉宽脉冲信号产生器.它的主要功能是产生低频、超低频/超大脉宽脉冲信号,其最大周期Tmin＝800s,最小周期Tmin＝1ms.其脉宽可在(1/10)T～(9/10)T范围内分9挡进行调节.输出脉冲f/T的精确度≤0.02‰,输出脉冲f/T的稳定性≤±0.01‰.输出脉冲分连续输出和单次手动触发输出.该电路可以输出NIM/TTL和NIM/INM信号.NIM快信号的上升时间tr≤4ns,下降时间tf≤4ns.     

可编程快脉冲电源的研制

介绍了一种脉宽在0.45–8.5μs、幅度在100–300 V内可调,脉冲上升时间<30 ns的电源研制方案,阐述了电源的工作原理及调试过程。实验结果表明,设计的快脉冲电源稳定性高、电路简单。     

用于X射线探测的CVD金刚石薄膜探测器

研制了用于X射线测量的化学气相沉积(CVD)金刚石薄膜探测器.该探测器灵敏区直径为15 mm、厚度300 μm,其暗电流在800 V偏压下小于50 pA,且暗电流-电压曲线线性较好.就CVD金刚石探测器对不同能量X射线的响应及脉冲X射线时间响应进行了理论和实验研究.结果表明:该探测器对6～22 keV X射线具有10-4～10-2A·W-1的灵敏度,假设电荷收集效率为39%时,灵敏度的理论值与实验测量值符合较好,探测器的RC时间常数约为1.5 ns;对亚纳秒脉冲X射线的响应上升时间为2～3 ns.     

微秒级宽脉冲信号下能输出大于1.5 A线性电流的光电倍增管

测量了CHφT3型光电倍增管配上ST401塑料闪烁体,在波形半宽度约2400ns脉冲光源照射下的电流输出情况,还提供了该光电倍增管与对中子相对不灵敏的晶体CeF3组成探测器应用于宽脉冲γ辐射源测量得到的电流输出情况。结果表明,CHφT3型光电倍增管其饱和电流输出大于3．5A,最大线性电流大于1．5A,暗流小于10nA,是一种在微秒级宽脉冲信号下都可以输出大于1．5A线性电流的大电流光电倍增管,是在大动态范围脉冲测量中,使用多探测器量程衔接时降低不确定度的一种可选方法。     

快响应无机闪烁体CeF_3的时间特性研究

CeF3是一种新型的适合脉冲γ测量的快响应无机闪烁体。本工作采用上升时间约为0 8ns、半高宽为1 5～2 2ns的脉冲辐射源,对CeF3与光电管构成探测器的时间响应进行了测量。多组实验测量结果表明:CeF3的脉冲响应前沿时间小于2ns,半高宽约10ns,波形响应后沿约60ns,平均发光衰减常数为20～30ns。     

窄脉冲信号峰值保持器

介绍一种窄脉冲信号峰值保持器,采用跨导型放大器,可对窄脉宽(10ns～250ns)、重频(单脉冲到kHz)的脉冲信号进行峰值检测.通过spice模型仿真和实际电路测量,表明该电路具有动态范围大、非线性小等特点.     

用于中子诊断的塑料闪烁探测器性能标定

介绍了用于脉冲中子诊断的塑料闪烁探测器特性，并通过K－400加速器和脉宽10ns的窄脉冲中子管分别刻度了探测器的DT中子探测效率和灵敏度。探测效率的计算值与实测数据在误差范围内是一致的。     

快响应无机闪烁体CeF3的时间特性研究

CeF3是一种新型的适合脉冲γ测量的快响应无机闪烁体。本工作采用上升时间约为0．8ns、半高宽为1．5～2．2ns的脉冲辐射源，对CeF3与光电管构成探测器的时间响应进行了测量。多组实验测量结果表明：CeF3的脉冲响应前沿时间小于2ns，半高宽约10ns，波形响应后沿约60ns，平均发光衰减常数为20～30ns。     

基于CPLD的超低频/超大脉宽信号源的电路设计

介绍了一种基于复杂可编程逻辑器件(Complex programmable logic device,CPLD)设计的超低频/超大脉宽脉冲信号产生器.它的主要功能是产生低频、超低频/超大脉宽脉冲信号,其最大周期Tmax＞1000s,最小周期Tmin=1ms.其脉宽可在1/1000T-999/1000T范围内以T/1000步进调节.输出脉冲f/T__的精确度＜0.02‰__,输出脉冲f/T的稳定性＜±0.01‰.输出脉冲分连续输出和单次手动触发输出.该电路可以输出TTL/TTL和NIM/NIM信号.NIM快信号的上升时间tr＜4ns,下降时间tf＜4ns.我们用复杂可编程逻辑器件CPLD来构建主要部分电路,和常规逻辑器件相比其突出特点是:元件少、成本低、功耗低.     

双端输出塑料闪烁体探测器的符合关联测试

利用双端信号输出的塑料闪烁体与灵敏度高、时间响应快的硅光电倍增管构成塑料闪烁体探测器探头,并与后端的数字化转换器等电子学系统搭建成塑料闪烁体探测器系统。为了研究不同数据处理方法对真事件探测效率和能量分辨率的优化,分别使用标准γ源60Co和137Cs对塑料闪烁体探测器系统进行测试。研究了关联事件的符合时间窗对探测器真事件探测效率的影响,分析了波形的积分长度与脉冲信号甄别(Pulse Shape Discrimination,PSD)开窗法对能谱能量分辨率的改进。结果表明,在关联事件的符合时间窗为15 ns时,真事件探测效率最佳,当波形积分长度为80 ns时,通过PSD开窗后能量分辨率由原来的53.38%优化为42.21%。     

An Analysis of Signal Pulse from Semiconductor Junction Detectors

An elementary method of wave form analysis for semiconductor detectors under certain working conditions is derived from a simple model of pulse formation. Agreement of the calculation with the corresponding experimental results is satisfactory.

The experiments were carried out on an M-8811-A-50 detector (TOSHIBA, 2,500 Ω cm, p-type Si). The load resistance was in the range 100~50,000 Ω. The amplitude and the rise-time have been found to be in the ranges 1~6 mV and 3~9 ns, respectively. The energy spectrum of detector pulse for low load impedance extends up to ca. 50 Mc.     

改善CeF_3闪烁探测器输出特性的方法研究

常用的CeF3闪烁探测器,由于闪烁体发光与光电器件光谱响应不完全匹配,使得探测器的主要输出特性——输出幅度和脉冲波形形状发生明显变化,较难依据相似性通过探测器输出复原得到辐射源的真实特征。本工作针对这种不完全匹配情况,分析比较了几种改善闪烁探测器输出的方法,提出了在CeF3无机闪烁体与光电器件光阴极之间加移波膜片耦合的方法。原理分析和实验测量结果表明:采取移波膜片耦合方法可使传统CeF3闪烁探测器输出特性得到明显改善,输出幅度增加50%以上,脉冲时间响应前沿由传统方式的12ns变化到移波方式的约3ns。     

Current-Sensitive Nuclear Instrument

The radiation detector is by nature a current generator of high output impedance.

A current sensitive amplifier of low input and high output impedance can be devised for incorporation in a nuclear electronic system, providing a matched impedance at the terminal of the detector cable.

The amplifier output is given by i×Ai (i: detector current output pulse, Ai: current amp. gain), when the amplifier rise time (t _r ) is faster than the current pulse rise time. Meanwhile, when t _r , is longer than the current pulse width, the output should be defined by Q/t _r ×Ai (Q: detector output charge) in amp/coulomb units.

The rise time of fission counters, BF₃ counters, PR gas-flow proportional counters and inorganic scintillators with conventional photomultipliers is short and is even shorter in the case of fast photomultipliers combined with organic scintillators and semi-conductor detectors.

Thus marked improvement in signal-to-noise ratio can be expected from a current-sensitive system, and this has been proved even with a slow amplifier (t _r =200 ns), not to mention what can be expected with a faster amplifier (t _r <20 ns).

G-M tubes are inherently, slow, and combination with slow amplifiers does not distort the current pulse shape.

Current pulse transmission via. cable is more rational and easier than the conventional voltage pulse transmission. In the present study, G-M tube current pulses were successfully sent over a distance of 1 km without any preamplifier or pulse transformer.     

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。     

微通道板光电倍增管在高能物理实验中的应用前景

一种用微通道板作为榈增极的新型光电倍增管已研制成功，它的脉冲上升时间小于１ｎｓ，本文介绍了它的一般性并讨论了它的抗磁场性能和作为位置灵敏探测器的可能性。     

基于FPGA的Micro PET符合探测电路设计

研制了用于小动物成像实验的Micro PET。在Micro PET中,设计实现了基于FPGA的符合探测电路。探测器环由8个探测模块组成,每个探测模块引出的信号,在基于FPGA的符合探测电路中实现信号的总符合(假符合+真符合)以及假符合甄别。符合探测电路由底板和可插拔的子板组成,并且配有可编程的FPGA芯片,对于电路的扩展、修改都极为便利,有很大的弹性。从8个探测模块引出的每个信号都要和与之相对(不相邻)的5个模块进行符合甄别,一共有20(8×5/2=20)种可能存在的情况。总符合以及假符合事件都是进行实时的同步甄别。假符合甄别是将总符合甄别的触发信号进行相应的延时之后再进行符合甄别得到,延时时间为30ns。符合甄别的时间窗有一个可以人为控制的调节范围,在4.8ns至14.8ns之间。     

卡钳式脉冲电流探测器研究

介绍了一种卡钳式、脉冲电流探测器的研制情况,给出了原理与结构。详细介绍了该探测器的特点和特性参数,同时还给出了探测器的灵敏度、频谱等标定数据以及在实验中的使用情况等。     

NE213闪烁体的n-γ分辨

NE213闪烁体广泛使用于探测快中子,但却伴随很高的g本底。本文使用快信号门与总信号门的两门积分方法,用快信号与总信号进行二维作图来分辨粒子。用252Cf 中子源和d+D核反应产生的单能中子研究了 f5"2"、f5"5"和f8"2"三种尺寸的NE213闪烁体的n-g分辨性能,通过选择合适的门宽,获得了极好的n-g分辨效果。对f5"2"的NE213,最佳快信号门宽为30ns。 摘要 NE213闪烁体广泛使用于探测快中子,但却伴随很高的g本底。本文使用快信号门与总信号门的两门积分方法,用快信号与总信号进行二维作图来分辨粒子。用252Cf 中子源和d+D核反应产生的单能中子研究了 f5"2"、f5"5"和f8"2"三种尺寸的NE213闪烁体的n-g分辨性能,通过选择合适的门宽,获得了极好的n-g分辨效果。对f5"2"的NE213,最佳快信号门宽为30ns。     

The regulation of memory effect and its influence on discharge properties of a dielectric barrier discharge driven by bipolar pulse at atmospheric-pressure nitrogen

The regulation of memory effect that the residual charges generated during and after discharge act on the initiation and development of subsequent discharge is explored by adjusting the pulse parameters,which have an influence on the discharge characteristics.The memory effect is quantified by the measurement of 'wall voltage'through a series of reference capacitors.The influences of memory effect on the discharge properties corresponding to rising/falling time 50-500 ns,pulse width 0.5-1.5 μs,and frequency 200-600 Hz are analyzed.It is found that the'wall voltage'increases from 1.4 kV to 2.4 kV with rising/falling time from 50 ns to 500 ns,it varies in the range of 0.18 kV with frequency of 200-600 Hz,and 0.17 kV with pulse width of 0.5-1.5μs.The propagation velocity of wavelike ionization under the negative pulse slows down from 2184 km s-1 to 1026km s-1 as the rising/falling time increases from 50ns to 500ns due to the weakening of the electric field by the surface memory effect.More intense and uniform emission can be achieved through faster rising/falling time and higher frequency based on the volume memory effect,while pulse width has less influence on the emission uniformity.Furthermore,similar laws are obtained for spectral and discharge intensity.Therefore,the memory effect is most effectively regulated by rising/falling time,and the discharge properties are affected by the surface and volume memory effect.