等离子氧化面垒探测器的研制

本文报道了一种制备面垒探测器的新工艺——等离子氧化工艺。初步的实验结果表明,探测器制作周期短、性能稳定、制作重复率高。灵敏面积直径为20mm的探测器(电阻率1000Ωcm)在室温下对α粒子的能量分辨率为0.7％(~(241)Am(α))。     

大面积硅锂漂移探测器制备及其性能

制备了大面积硅锂漂移探测器,其性能为:探测器的灵敏面积123.6 cm~2;灵敏层深度2 mm;在室温和300 V反向偏压的工作条件下漏电流小于20 μA;对~(241)Am 5.486 MeV α粒子的能量分辨(FWHM)为77.67 keV。     

轴对称型BGO反康屏蔽探测器研制

着重报告了自行研制的轴向对称型BGO反康屏蔽探测器的基本结构、抑制原理及其抑制性能的测试结果。测得^60Coγ射线源的康普顿抑制系数在能区100—300、300—800、800—1100keV范围内分别为2．3、4．1和4．6,且峰总比为37％(对相对效率为30％的HPGe探测器)。     

MCNP模拟HP-Ge探测器效率刻度曲线

利用MCNP模拟得到了某型HP-Ge探测器对一系列不同能量γ射线的响应能谱,根据响应能谱得到了相应的全能峰探测效率,在此基础上对探测器效率刻度曲线进行了模拟,可为HP-Ge探测器的设计和使用提供参考和依据。模拟结果表明:探测器对低能γ射线(60~300 keV)探测效率较高,随着能量的增加其效率逐渐减小;对能量在160 keV~1.8 MeV范围的γ射线,探测器效率与射线能量在双对数坐标中的关系为一条直线。     

基于VA140的硅片探测器~(207)Bi放射源测试

ASIC芯片VA140是64路电荷灵敏放大器,具有低噪声、低功耗等特点,还具备信号成型、保持、多路模拟信号读出等功能。本工作在完成VA140的线性度测试基础上,设计了基于VA140的硅片探测器测试系统。利用~(207)Bi放射源,首先测试得到2 mm厚硅片探测器的能量分辨以及信噪比,然后测试得到内转换电子穿过300μm厚硅片探测器的沉积能谱。测试结果验证了将VA140用于中国电磁监测试验卫星300μm厚硅条探测器的可行性。     

微小角中子散射谱仪的高分辨中子闪烁体探测器研究

微小角中子散射谱仪是中国散裂中子源(China spallation neutron source,CSNS)工程目前在建的谱仪之一,为了实现微小角散射模式下中子衍射的精确测量,要求中子探测器的位置分辨≤2 mm、探测效率≥60%@0.4 nm。在此物理精度需求下,研制了基于⁶LiF/ZnS(Ag)闪烁屏、波移光纤阵列和硅光电倍增管(Silicon Photomultiplier,SiPM)结构的位置灵敏型闪烁体探测器,以实现热中子的高效率和高分辨实时探测。探测效率测试以标准3He管的入射中子数归一化计算得到,位置分辨通过含有“CSNS”字样的含硼铝板验证。本文详细研究了0.5 mm直径波移光纤的光传输性能,对比了不同硅光电倍增管的增益和热噪声特性,并以此设计了有效面积为300 mm×300 mm的探测器工程样机。经测试,该探测器的位置分辨为1.2 mm×1.2 mm,探测效率为(61.8±0.2)%@0.4 nm,达到了工程设计指标,满足了CSNS工程微小角谱仪的中子衍射测量需求。     

羊八井空气簇射轴芯探测器

为了分析研究宇宙线膝区的化学成分,设计建造了羊八井空气簇射轴芯探测器阵列(YAC)。该探测器安装在海拔4 300 m的西藏羊八井宇宙线观测站内,可以与西藏羊八井广延大气簇射阵列做联动混合实验。探测器用闪烁体单元来测量到达探测器的空气簇射轴芯次级粒子,每个闪烁体单元放置在40 cm×50 cm的盒子中,覆盖了3.5 cm厚的铅板。测量的簇射轴芯次级粒子数目范围为1(最小电离粒子)～10~6MIP。第一阶段建造安装了16台探测器,称为"YAC—I",分布在面积为10 m~2的网格里。YAC-I用来检验强子相互作用模型。详细讨论YAC-I的性能。     

CdTe核辐射探测器

近年来,锗和硅核辐射半导体探测器已比较成熟。但是这些探测器有两个缺点:一是由于锗单晶的禁带宽度较小(E_g=0.67电子伏,300°K),而Ge(Li)探测器需要Li补偿,因此,必须保存和工作在液氮温度(77°K);二是由于硅单晶的原子序数低(Z=14),     

碲锌镉半导体探测器漏电流和结电容的测试

为进一步研究碲锌镉半导体探测器(简称CZT探测器)的特性,搭建了其漏电流和结电容等主要特性参数的测试平台,设计了测试方案,并在不同条件下测试了两种不同结构的探测器,分析了测试结果。通过本次实验,可较好地掌握CZT探测器的主要特性,从而为其在射线探测领域的应用提供参考依据。     

α粒子测量仪器现状与发展趋势

综述了可用于α粒子测量的常用α探测器(气体探测器、闪烁探测器和半导体探测器)、特种α探测器(原子核乳胶和固体径迹探测器)、α强度测量仪(闪烁计数仪、α活度测量仪、α表面污染仪和低本底α测量仪)、α能谱测量仪和α磁谱仪的主要性能指标及其现状,并对其发展趋势与应用前景进行了展望.     

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.     

放射性惰性气体4π叠层探测器研制

核电场所产生的放射性惰性气体辐射场主要为β-γ混合场,叠层探测器具有良好的β-γ甄别能力。为了测量放射性惰性气体,研制了一套4π叠层探测器。该叠层探测器主要是由内层侧壁厚度为1 mm的中空圆柱形塑料闪烁体EJ-200,外叠加一层侧壁厚度为20 mm的碘化铯闪烁体CsI(Tl)组成的探头,两个圆柱底面用硅油耦合光电倍增管(Photomultiplier Tube,PMT),使用意大利CAEN公司的DT5790波形数字采样器和DPP-PSD(Digital Pulse Processing-Pulse Shape Discrimination)控制探头输出信号的获取和处理,后端使用ROOT和MATLAB软件对获取结果进行处理。通过使用~(133)Ba和~(137)Cs放射源对该探测器进行标定刻度,实现了β-γ信号甄别,表明该4π叠层探测器具备测量放射性惰性气体的能力。     

FJ422型BGO反康普顿屏蔽探测器

本文介绍了FJ422型BGO反康普顿屏蔽探测器的主要性能,它与ORTEC的高纯锗探测器相配合,在无物质屏蔽的条件下,对~(60)Coγ源在50—1100keV范围内的康普顿减弱系数为4—5.5,与同样效果的NaI(T1)屏蔽探测器相比较,其体积减小了80％。     

宇宙线缪子散射成像模拟与算法研究

本文验证了基于Micromegas探测器的宇宙线缪子散射成像系统进行快速核材料检测的可行性,并对实验室宇宙线缪子成像系统原型进行参数估算。基于Geant4程序开发了用于模拟宇宙线缪子物理过程、传输径迹及Micromegas探测器响应的模拟程序。在模拟数据的基础上,实现并改进了两种主要的宇宙线缪子散射成像算法。根据模拟和成像结果,1 m×1 m成像系统可在10 min内检测到被重元素屏蔽的核材料。10 cm×10 cm成像系统的缪子事例触发率为0.16 s~(-1),要获得较为清晰的成像结果,要求探测器位置分辨率达到300μm,探测器增益为1 000时实际测量事例至少需要20 h。     

高纯锗探测器测定天然放射性元素铀、钍、镭

本文介绍了平面型高纯锗探测器和scorpio-300型多道计算机系统测定天然放射性元素铀、钍和镭的实验方法。剥谱扣除本底,测定的最低浓度为30PPm(U和Th)和1×10~(-11)克/克(Ra)。将本工作分析结果与其它分析方法的结果相比较,有良好的重合性。     

LHAASO观测站中高低压电源模块性能的研究

大型高海拔空气簇射观测站(LHAASO)的所有探测器都将在羊八井进行宇宙线探测工作,其工作环境为高海拔(海拔4 300 m)、低气压(大气压强0.6 atm)、昼夜温差大(温度-25~40℃)。即便如此,探测器依然要求稳定运行,为了保证光电倍增管的增益变化在5%以内,高压电源模块的温度系数和纹波系数要分别小于0.01%/℃和0.01%。为此,搭建了模拟试验系统,其试验箱中的温度和气压均可控。不同厂家不同型号的电源模块在模拟试验箱中进行了测试,试验结果表明,3个厂家的电源模块均满足要求。     

高分辨Si(Li)探测器系统

一、引言Si(Li)探测器系统主要包括Si(Li)探测器、低噪声前置放大器、低温装置等。Si(Li)探测器系统配上测试系统即组成Si(Li)X射线荧光谱仪,广泛应用于科学研究和工矿企业。     

锂漂移金硅面垒型探测器

本文详细地描述了锂漂移金硅面垒型探测器的制造工艺。这种探测器同时兼备了锂漂移型和面垒型探测器的优点。文中给出了探测器的主要性能,并对实验中的一些现象进行了讨论。探测器有效面积的直径为2—20毫米,灵敏区宽度高达4.5毫米。在窒温下,对于5.3兆电子伏的α粒子的能量分辨率为1—2%,对于Cs~(137)转换电子的能量分辨率为3.7%。探测器结构牢固,能应用于真空条伴。     

几种核物理探测器在高压离子交换分离镅、锔流程流线分析中的应用

本文介绍一种超钚元素工艺流程流线监测系统。采用了Ge(Li)γ射线探测器,(艹氐)晶体n-γ分辨快中子探测器和Nal(Tl)薄晶体低能γ射线探测器,测定取样导管(引出于工作箱外)中料液的放射性。该系统已用于高压阳离子交换分离镅、锔的热实验中,为放化操作人员提供控制流程所需参数,文中扼要描述了取样盒、屏蔽体结构,各探测器的设计与调试,电子仪器和主要实验结果;并描述了Si(Au)面垒α流线监测器的设计、调试和条件实验结果。     

一种新型气体探测器的研制

加速器质谱(accelerator mass spectrometry,AMS)技术因探测对象不同,探测器也应根据需要进行选择。为建立低能量重离子加速器质谱测量技术,本文设计制作一台新型气体探测器并调试应用。该探测器采用厚度50 nm,膜面积8 mm×8 mm的氮化硅膜作为入射窗。采用5.48 MeV的241Am源的α粒子对探测器进行调试,调试后将该探测器安装于中国原子能科学研究院的300 kV小型AMS系统上进行129I粒子测量。经模拟计算以及对探测器的调试、应用,证明该探测器具有较高的能量分辨率,可以很好的实现不同粒子的鉴别,同时测量灵敏度可达到10^-13国际水平,满足低能量重离子的测量要求。