RIBLL终端光纤矩阵探测单元时间分辨测量

本文描述了兰州放射性束流线(RIBLL)终端大面积闪烁光纤矩阵探测装置的结构。用两种方法测量了该光纤矩阵单元的时间分辨,得到的最佳时间分辨为520ps(FWHM)。光纤矩阵探测装置的角分辨为?φ≈0.39°,?θ≈0.79°。同时,实验研究了探测器所用光导的传输效率和对时间分辨的影响。     

基于能量-速度关联技术的裂变产物质量分布测量方法研究

采用能量E-速度v关联技术测量裂变产物碎片的动能和飞行速度能精确测定裂变产物核的质量。本工作主要研究能量-速度关联技术的可行性并解决相关关键技术。实验测量系统由飞行时间测量单元、能量探测器和真空靶室系统组成。实验中用1对微通道板探测器测量粒子飞行时间来确定粒子速度,金硅面垒探测器测量粒子能量。对于~(241) Am放射源5.48 MeVα粒子,飞行时间测量系统时间分辨(FWHM)为186ps,金硅面垒探测器能量分辨(FWHM)为44keV。实验完成了~(252) Cf自发裂变源产物质量分布试测量。初步实验结果显示,裂变产物质量分布在110amu(amu为原子质量单位)的位置时,其质量分辨为1.6amu。     

SiPM耦合LYSO晶体探测器的能量分辨和时间分辨

本文采用符合测量的方法研究了SENLE公司生产的型号为Micro FC-30035-SMT的Si PM光电转换器件耦合尺寸为3×3×10 mm的LYSO晶体组成的闪烁探测器的能量分辨率和时间分辨。该探测器测得22Na放射源能量为511 ke V光子的能量分辨率(FWHM)为16%,时间分辨达135 ps。     

具有充气飞行时间探测器的AMS测量^36CI

为能实现同量异位素^36S和^36CI的高灵敏AMS测量，仔细分析了^36S和^36CI在P10(90％Ar 10％CH4)气体中的飞行时间差与入射能量、工作气压及射程的关系。在72MeV的入射能量下，得到了系统在不充气时的时间分辨(FWHM)为800ps。随着工作气压的升高，离子在气体中的时间离散相应增加。图1是在不同工作气压下实验测得的工作气压引起的时间离散。     

快时间分辨平行板雪崩计数器性能测试

用²⁴¹Amα源对裂变多参数实验中使用的平行板雪崩计数器(PPAC)进行了各探测单元时间分辨和位置分辨的系统测试。PPAC的工作气体为异丁烷,流气气压为600Pa,阴极工作电压为-600V。使用飞行时间法测得探测单元的时间分辨好于400ps,使用延迟线法得出位置分辨为6mm。结果表明,PPAC的性能满足实验需求。     

新型多条多气隙阻性板探测器的性能测试

为提高德国FOPI系统飞行时间的探测本领,运用新型多条多气隙阻性板探测器对FOPI系统进行升级改造。探测器的制作已完成,为保证探测器的质量,对它们进行了一系列的测量和质量确认。测试结果证明,系统的本底计数率分布在0.2Hz/cm²附近,工作高压9.6kV;利用γ射线放射源测试,时间分辨（包括闪烁体的时间分辨）分布在220～280ps之间;采用质子束流测量,其探测效率可达98%以上,时间分辨可达75ps     

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。     

具有充气飞行时间探测器的AMS测量~(36)Cl

为能实现同量异位素36S和36Cl的高灵敏AMS测量,仔细分析了36S和36Cl在P10 (90%Ar 10%CH4) 气体中的飞行时间差与入射能量、工作气压及射程的关系。在72 MeV的入射能量下,得到了系统在不充气时的时间分辨 (FWHM) 为800 ps。随着工作气压的升高,离子在气体中的时间离散相应增加。     

基于频率-时间转换的精密时序控制系统的研究

介绍了基于频率-时间转换原理的精密时序控制系统,可以产生长达800μs的时间间隔,并且时间分辨为20ps,抖动小于25ps RMS.该系统采用了DDS技术和USB接口.     

GDB-49型光电倍增管在正电子寿命测量中的应用

正电子湮没是近十几年发展起来的一种新实验技术。它通过探测正电子与电子的湮没辐射来研究物质的微观结构。由于正电子在凝聚态物质中的寿命仅在100—500ps之间,因此对正电子时间谱仪的时间分辨率要求较高。目前国际上能得到的商品仪器的时间分辨率(FWHM)约300ps。在时间谱仪中,当恒比定时甄别器确定以后,探头往往是影响时间分辨率的关键部件。目前进口的时间谱仪中有相当一部分是CANBERRA公司生产的产品,该谱仪探头效率低且时间分辨率大多在350ps左右。因此,探讨用国产元件组装探头,将为改造引进设备和自制时间谱仪提供经验。     

用于快-快定时系统的微分恒比甄别器

本文介绍了用于快-快定时系统的微分恒比甄别器。它既有定时功能,又有能量选择功能。当输入信号的上升时间为1ns、幅度从-50mV到-5V时,其时间游动是120ps。文章给出了快-快定时系统在不同动态范围的时间分辨率。当动态范围为1.4:1时,其半宽度是201ps。     

基于EJ299-33A探测器的核材料时间关联测量系统的时间分辨

n-γ的时间关联测量可提取核材料的质量、增殖因数,其中时间分辨是表征关联精度的1个重要指标。本文基于数字化数据获取与处理方法,对具有n-γ甄别能力的塑料闪烁体EJ299-33A探测器组成的核材料时间关联测量系统的时间分辨进行研究,采用⁶⁰Co与²²Na γ源进行了对比测量,分析了源对本征时间分辨的影响,进一步通过离线的条件加载反演,给出时间分辨的等效电子能量阈值依赖关系。通过对²⁵²Cf自发裂变时间关联谱的测量和解耦,讨论了时间分辨对不同符合事件的影响。结果表明：系统时间分辨随阈值增加而减少,在阈值为230 keVee时采用⁶⁰Co测量的结果约为560 ps,可满足核材料快时间符合测量的精度要求,而在相同条件下,由于正电子湮没位置的不确定性和延迟符合的影响,²²Na源测量的时间分辨展宽至816 ps;裂变事件时间关联测量中n-n符合受时间分辨的相对影响小于γ-γ符合。     

用于In-BeamTOF-PET的时间校正系统

设计和构建了用于In-BeamTOF-PET时间校正的定时系统。该系统是由1对BaF₂( 40mm× 45mm)晶体耦合到光电倍增管XP2020Q和标准核电子学插件构成。经测试,系统对511keV γ射线测量的最佳符合时间分辨达576ps。对光电倍增管、信号读取方式、定时放大器以及甄别器等对该定时系统时间分辨的影响进行了测试分析。结果表明：从光电倍增管打拿级引出信号的读取模式的系统分辨率最佳;光电倍增管类型,尤其是它的上升时间和电子渡越时间对定时系统性能影响较大。光电倍增管的上升时间和电子渡越时间越短,其定时性能越好。系统的定时性能也与电子学插件的组合有关。     

两个不同原理的延时功能NIM插件的研制

介绍了两套不同原理的延时功能NIM插件的设计。总延时量1μs的短延时插件采用它激同步时钟计数和可编程延时器件的设计方案,延时步长小于30ps,晃动小于50ps总延时量10ms的长延时插件采用基于FPGA,对外部100MHz的有源晶振计数的设计方案,延时步长10ns,晃动10ns。     

A 250-ps time-resolution CMOS multihit time-to-digital converterfor nuclear physics experiments

This paper presents a CMOS realization of a time-to-digital converter (TDC) for nuclear physics experiments. An innovative and robust architecture, already used in a previous TDC version with 1 ns of bin size, has been adopted and improved with the aim to achieve a 500-ps bin size. The TDC has eight input channels plus a common channel. It can store up to 32 events per channel with a double-hit resolution of 8 ns. It can realize common-start and common-stop operations. It has 4.2 ms of input range with a 125-MHz system clock. The chip uses an asynchronous interpolator system based on a delay-locked line to increase the coarse resolution. It has been fabricated in a double-metal single poly n-well, 1-μm CMOS process with an area of about 77 mm². Measurements show that the TDC has better performance compared to similar devices, especially the time resolution below 250 ps     

TOF-PET探测器定时性能初步研究

本工作采用LYSO晶体阵列和平板型位置灵敏光电倍增管H8500对TOF-PET探测器进行了初步设计,能分辨3.2mm×3.2mm的晶体阵列。与BaF₂探测器组成时间谱仪,测量正电子湮没射线的瞬发时间谱,得到379ps的符合时间分辨率。根据已测量的BaF₂探测器时间分辨率（159ps）,可计算得到所设计的TOF-PET探测器时间分辨率为344ps。预计与此相同的两个TOF-PET探测器对正电子湮没射线的符合时间分辨率可达486ps左右,为新型PET的研究提供了有利条件。