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     

应用于PandaX-Ⅲ实验探测器测试平台的Bulk Micromegas性能研究

探测无中微子双贝塔衰变的PandaX-Ⅲ实验需要一个能同时对多个Micromegas探测器的增益、能量分辨、坏道分布、位置分辨等性能参数进行测试的平台,为此中国原子能科学研究院建立了PandaX-Ⅲ实验探测器测试平台。本文采用由光蚀刻技术制作的Bulk Micromegas对该测试平台进行研究：利用⁵⁵Fe放射源在Ar+10%CO₂的流气情况下,使用基于AGET读出芯片制作的通用读出电子学进行数据采集;运用C++与ROOT软件库编写相应的后端数据分析软件,并对数据进行了分析。测试结果表明,PandaX-Ⅲ实验探测器测试平台各系统工作状态良好,应用于测试平台的Bulk Micromegas探测器具有良好的信噪比,X射线成像效果清晰,对5.9 keV X射线的能量分辨率为19.7%。     

高能工业CT探测器能谱响应影响校正研究

高能X射线工业CT探测器系统的能谱响应是一重要的特性参数。用实验方法测定探测器的能谱响应曲线存在很多困难。本工作利用Monte-Carlo模拟程序计算了CdWO₄探测器模块的能谱响应曲线,分析了9MeV驻波电子直线加速器X射线束的能量、剂量角分布以及X射线束能谱硬化对探测器模块探测效率的影响,为线阵探测器系统的一致性校正、非线性校正等提供了理论计算参数,并应用于工业CT图像校正,取得了满意的效果。     

GaN核辐射探测器的性能研究

GaN作为第3代半导体材料,具有禁带宽度大、电子饱和漂移速度大、抗辐射能力强等特点。制备了GaN半导体探测器,并应用该探测器对²⁴¹Am α粒子能谱进行测量,得到α粒子能谱的能量分辨率约30%。同时,以Si半导体探测器为标准,对GaN探测器进行了能量及探测效率的测量,得到探测器的探测效率最高可达80.1%。最后,应用Keithley 2635静电计对GaN探测器的I-V曲线等进行测试,发现在-15 V偏压下,GaN探测器的本底电流密度小于70 nA/cm²。     

350 kV高压X射线密度测井探测深度特性及影响

密度测井中使用可控X射线源替代¹³⁷Cs放射源已经成为新的趋势。X射线源强度受靶基上高压影响较大，当高压为350 kV时密度测量不确定度可以保持在0.01 g·cm^-3。为探究350 kV高压X射线密度测井仪器的探测深度特性及影响，利用蒙特卡罗方法研究了不同源距探测器在20%含水石灰岩地层中的探测深度；并且通过与¹³⁷Cs源密度测井仪探测特性的对比，分析了二者探测深度差异的原因。另外通过模拟分析了泥饼和地层对探测器的贡献度以及不同探测器的密度偏差，研究了井壁泥饼对密度测井响应的影响。研究结果表明：X射线密度测井仪的探测深度随着源距的增加而变大；与¹³⁷Cs源密度测井仪相比，X射线密度测井仪散射粒子主要集中于井壁1～3 cm处，从而造成二者探测深度差异；此外，泥饼和地层对不同源距探测器的贡献度不同，探测器密度偏差随着源距增加而减小。     

一种新型溴化铈闪烁体探测器性能研究

闪烁探测器在射线能量与时间的探测中发挥着重要作用。针对国产新型溴化铈（CeBr₃）闪烁晶体,本文建立实验系统和方法对其关键性能指标进行了测试,具体包括：建立了快符合时间分辨系统测量装置,测试得到新型闪烁探测器对于⁶⁰Co源的时间分辨率为142 ps;建立了单光子计数法测量装置,测试得到溴化铈晶体的衰减时间为16.8 ns,上升时间为0.18 ns;建立了相对光输出测量装置,测试得到其相对于同规格NaI(Tl)闪烁体探测器对于661.66 keV射线的光输出为161%;同时针对其能量响应性能进行了测试,测得对于661.66 keV射线其能量分辨率为4.7%。将国产新型溴化铈闪烁晶体的性能测试结果与国际上同类晶体以及氟化钡、溴化镧、碘化钠等常用无机闪烁体的性能进行了比较,对其应用前景进行了探讨。     

批量3He探测器相对探测效率标定方法研究

在一些设备研发或特定裂变核材料生产环境中,需使用大量中子探测器进行中子通量分布测量以确定生产状态,这一测量过程中,各中子探测器的相对效率尤为重要。为统一此类生产线的测量标准,并保证对目标对象测量的准确性,本文设计了一套长期用于同一生产线开展批量³He探测器相对效率标定的系统。通过对探测装置设计分析,结合后端多道分析器,开展³He探测器探测效率标定系统的理论模拟与实验验证,并对系统中由装置均匀性、多道死时间等产生的误差进行修正,为³He探测器在生产线上大批量使用、更换及维护提供有效依据。     

基于Gamma全吸收型BaF2探测装置的数据获取系统

为精确测量keV能区的中子俘获反应截面,研制了一套基于Gamma全吸收型BaF₂探测装置的数据获取系统。数据获取系统工作在Linux环境下,应用FlashADC采集探测器的脉冲信号。程序控制、数据存储、在线监控与分析程序基于Root平台。通过测量⁶⁰Co和¹³⁷Cs源,得到了数据获取系统主要性能的测试结果,其满足GTAF装置精确测量中子俘获反应截面的要求。     

一种前放分离式中子测量系统设计与测试

设计了一种前置放大器与探测器分离的中子测量系统,该测量系统将耐辐照性较差的电子学电路与探测器组件分离,通过同轴电缆远距离连接。测试结果显示,该中子测量系统相对固有误差≤8.6%,对Am-Be源与²⁵²Cf源相对响应之差为9%,性能满足设计要求。     

大体积氟化钡探测器的性能测试

中国原子能科学研究院正在研制建立的γ全吸收型探测装置（GTAF）由40个氟化钡（BaF₂）探测器单元组成。对单个大体积氟化钡晶体探测器单元的主要相关性能,诸如单个探测器的组装、晶体封装条件和探测器能量分辨、时间分辨及其长期稳定性等进行测试。测试结果表明,40个氟化钡（BaF₂）探测器单元的能量分辨和时间分辨符合基于γ全吸收型探测装置的中子辐射俘获核反应截面测量需求。     

银活化探测系统测量X光机中(γ,n)中子注量实验研究

介绍了一种在144keV～2.5MeV具有较平坦的能量响应的银活化探测系统,它采用特殊慢化体结构.将该探测器初步应用到了12MeV LIA的中子测量中,给出了中子产额的初步结果,中子产额分布在2.6×10~9～3.7×10~9个/脉冲.     

80cm大面积位置灵敏电离室探测器系统

由８０ｃｍ大面积位置灵敏电离室与一维位置塑料闪烁体组成的探测器系统首次在中能重离子核反应实验中进行了测试。电离室可以测量较重的低能离子，有较好的粒子鉴别能力，能给出能量信息及两维位置信息。闪烁体能使该系统用于较高能量轻带电粒子的测量，它能给出能量及一维位置信息，与电离室配合可以进行元素鉴别。     

CCD探测器的相对探测效率标定

探测器的探测效率是表征探测器性能的一个重要参数,需对其进行标定。本次试验使用复旦大学EBIT设备,以其配有的高纯锗探测器为标准,对低能X射线望远镜的CCD探测器进行探测效率的相对标定,得到在6.7、8.3、9.1、9.7、10.4、11.9和13.3 keV七个能量点CCD探测器相对于高纯锗探测器的探测效率。其讨论使用的标定方法对今后的探测效率标定工作具有意义。     

叠层式探测器响应函数的理论计算和实验验证

光子能谱是脉冲辐射场中的重要参数.叠层式组合探测器可用于测量脉冲辐射场光子注量谱,而组合探测器对各种不同能量的光子的响应函数是光子能谱解谱的基础.本文用MCNP/4C对其响应函数进行了模拟计算,并采用热释光探测技术对典型能量点的γ射线的响应函数进行了实验验证.结果表明,叠层式组合探测器响应函数的理论模拟值和实验测量结果在实验测定精度内符合良好.     

Design and construct optimum dosimeter to detect airborne radon and thoron gas: Experimental study

Aim of this work is to design and select optimum dimension of a radon and thoron dosimeter within the measure optimum value of the calibration factor, using CR-39 Nuclear Track Detectors (NTDs). The results show that the best dimension to detect and measure real values of airborne radon and thoron concentrations is 6 cm and 7 cm for diameter and height, respectively. Calibration factors (K) for radon and thoron at this dimension were 2.68 ± 0.03 cm and 0.83 ± 0.01 cm, respectively, and these factors relatively depend on the detector efficiency. Therefore, the efficiency of CR-39NTDs to register alpha particles and their effects on the calibration factor estimated. It is found that the calibration factor increased exponentially with detector efficiency. Moreover, detector efficiency was equal to 80.3 ± 1.23% at the optimum dosimeter.     

γ能谱仪在室内环境中的辐射测量技术研究

对于室内环境中的电离辐射剂量测量,常用碘化钠探测器进行总量测量,由于该探测器对不同能量的γ射线响应相差较大,而总量测量未进行能量剂量响应修正,因此测量结果误差较大,影响了室内环境辐射剂量检测的准确性。论文介绍了γ能谱仪测试室内环境中的辐射剂量研究结果。     

Dual detector system for PIXE measurement covering a wide element range

Two different type of X-ray detectors were used for simultaneous PIXE measurement over a wide element range. One is a pure-Si detector with a thin Be-window, which is to keep high sensitivity for the detection of low Z element. The other is a CZT detector with a thick Be window of 250 μm. It has almost 100% detection efficiency for the X-rays with high energy of up to about 80 keV. By using the CZT detector that was arranged to have a large solid angle, the detection sensitivity of the high energy X-rays of around 30 keV was enhanced by about two orders of magnitude than that by the pure-Si detector. A pair of small permanent magnet was used to sweep away the back-scattered protons from the detector. With this magnet system, the background level in the spectrum of the pure-Si detector was significantly reduced.     

光纤传输型便携式大面积表面污染监测仪的实验研究

以β放射性表面污染测量为对象,基于薄片式大面积塑料闪烁体探测器,建立了光纤传输型大面积塑料闪烁体表面污染监测仪实验装置,探测灵敏面积达1 200 cm2。初步实验表明,在10根光纤作为光收集的条件下,对90Sr-90Yβ面源的探测效率可达到7%。该探测器具有面积大、结构简单、环境适用性强等优点,未来可用于大面积β核素放射性表面污染的测量。     

A Well-Type Ge(Li) Detector

The feasibility and usefulness of a coaxial Ge(Li) spectrometer as a well-type detector for sum spectra of coincident gamma rays is demonstrated. The value of the welltype geometry has previously been established in nuclear gamma spectroscopy with the use of (NaI(Tl) detectors. In this work a 16 cm3 hollow cylindrical germaniun detector has been made and mounted in such a way that access to the center of the detector is achieved from outside the cryostat. The detector is a fully depleted structure in which a hole of 1 cm diameter was ultrasonically cut, and a non-injecting contact applied to the inside surface. The measured resolution of the detector for a 1173 keV gamma ray sum peak from 144Pm was 2.6 keV f.w.h.m, which was mainly limited by statistics and preamplifier noise. The detection of sum lines arising from 2 or more coincident gamma rays is demonstrated by using the radioactive source of 144pm. With the source inside the well, for which the counting solid angle is nearly 4?, the sum peak of three lines at 1791 keV (696 + 618 + 477) was observed with an energy resolution of 3.5 keV f.w.h.m, and a peak to background ratio greater than 15:1. For the source outside the detector at a distance of 10 cm, this sum line was not observed above background for comparable counting statistics. Comparison is also made to results obtained from a 3" well-type NaI(Tl) crystal.     

14.8 MeV中子诱发78Kr(n,2n)77Kr反应截面的测量

快中子诱发(n,2n)反应截面的测量在核反应机制研究和核技术应用等方面有着广泛的应用价值。本文在中国原子能科学研究院的高压倍加器上,基于活化法实验测量了78Kr(n,2n)77Kr在148 MeV能点的反应截面。样品靶为高纯78Kr气体样品,用十万分之一天平称重得到78Kr的质量,将两片高纯93Nb薄片分别固定在样品靶两侧以监测中子注量率。利用T(d,n)4He反应产生148 MeV中子,轰击距中子源约10 cm的样品靶大于4 h后,用准确刻度过效率的HPGe探测器测量活化产物 77Kr和92Nbm的活度。利用蒙特卡罗程序计算中子注量率修正、样品自吸收修正、样品几何修正等因子,得到了78Kr(n,2n)77Kr的反应截面,并将结果与文献值和评价数据库进行了比较。研究结果有助于提高78Kr(n, 2n)77Kr反应截面测量和评价的水平。