闪烁薄膜探测器X/γ射线能量响应研究

为准确评估闪烁薄膜探测器(OSFD)在脉冲裂变中子参数测量中γ射线对测量结果的影响,利用Geant4程序对闪烁薄膜探测器的X（或γ）射线响应进行模拟,结合半经验电子发光效率曲线,获得探测器能量响应理论曲线,利用662 keV和1.25 MeV的单能γ射线源,以及窄谱剂量标准的48~208 keV准单能X射线能点对探测器响应进行刻度。本研究结果为闪烁薄膜探测器结构的改进,以及探测器在宽能谱脉冲X射线场测量中的应用提供了重要依据。     

平面工艺Si电流型X射线探测器研制

该项目主要研究X射线能谱及时间谱测量、强流脉冲X射线束测量所需的平面工艺硅电流型探测器。主要工作在于模拟核爆中高功率Z-pinch等离子体辐射研究中测量等离子体产生的X射线能谱及时间谱和用于X光束诊断和高功率Z-pinch等离子体辐射研究。该型探测器用于探测极低能量     

基于气体电子倍增器原理的高能X射线工业CT气体探测器

分析了高能X射线工业CT所常用的闪烁探测器的优缺点,及传统气体电离室探测器存在的不足。为克服这些缺点和不足,从X光子与物质相互作用理论出发,结合高能工业CT的结构特点,探讨了高能窄X射线束入射到薄金属片中X光子和光电子的输运过程,提出了以高密度的金属片作为X光子辐射转换体,以气体电子倍增器作为光电子倍增放大的新型高能工业CT探测器方案。并利用基于Linux平台的EGSnrc程序进行了Monte-Carlo仿真。从原理上说明了这种气体倍增探测器相对于传统气体电离室探测器,既有较高的探测效率,其体积也大为减小,替代高能工业CT传统的闪烁体探测器在理论上是可行的。     

新型硅酸镥电流型闪烁探测器性能研究

硅酸镥是一种新型的高发光强度、快响应的无机闪烁体.本工作采用硅酸镥与光电倍增管构成新型电流型探测器,并对其性能进行了实验研究.采用多种方法测量得到了该探测器的γ灵敏度能谱响应曲线,检验获得探测器的γ与中子的分辨本领至少在28以上.该探测器极其适于在脉冲中子、γ混合场中探测脉冲γ射线束.     

X射线显微CT成像的图像实时校正研究

针对我们研制的小动物活体成像的X射线显微CT系统,研究了显微CT成像的图像实时校正问题,分别对探测器固有缺陷引起的像素响应失真及锥形成像几何造成的光照不均匀进行了分析,提出了校正方案,并实现了图像实时在线校正.初步的实验结果显示,该方案有很好的校正效果,取得了满意的成像质量,能满足实时性工作需求,可以推广应用于其它类似显微CT成像的图像实时校正.     

低能X射线工业CT探测器光电转换效率的研究

光电转换效率是低能工业CT探测器的重要性能参数。分析了几种常用闪烁晶体的发光效率、几何尺寸、发光波长等参数对光电转换效率的影响,并通过实验测试比较了不同厚度(闪烁体沿X射线方向的尺寸)的CsI(TI)和CdWO4闪烁体探测器的光电转换效率。证明在低能工业CT中,CsI(TI)比CdWO4更适合用作X射线探测器闪烁体材料,且闪烁体的厚度对光电转换效率的影响很大。这对优化工业CT系统探测器闪烁体的选型与尺寸设计具有一定的参考价值。     

闪烁纤维中子探测器灵敏度研究

用蒙特卡罗方法研究了1种闪烁纤维中子探测器对不同能量中子和伽玛射线的相对灵敏度，并在实验室对几个能点的灵敏度进行了标定。实验结果表明：理论计算与实验标定的探测器能量响应曲线趋势基本一致，探测器对2．5MeV中子和1．25MeV伽玛射线的灵敏度比值为5．3。利用实验数据对计算值进行校正，可给出探测器能量响应全曲线。     

高能X射线双能成像系统中多能谱探测器研究

高能X射线双能成像系统能够对被检物的材料进行识别,但是当被检物的质量厚度较小时,对其材料识别变得很困难.本文提出了利用多能谱探测器的方法,来提高对较薄材料的识别能力,并使用蒙特卡罗方法进行了一系列模拟计算,首先计算了探测器晶体厚度变化时X射线的沉积规律,然后计算了不同探测器结构和参数情况下材料识别的效果.从模拟计算的结果可知,采用适当的多能谱探测器将使得系统对质量厚度较小的物质,尤其是高Z材料的识别效果有明显改善.     

嫦娥一号卫星X射线谱仪能量响应矩阵的计算

介绍了嫦娥一号卫星X射线谱仪能量响应矩阵的计算方法,根据谱仪标定试验的标定数据计算了谱仪各路探测器的能量响应矩阵;根据谱仪的能量响应矩阵由直接解调方法对试验测得的放射源能谱和元素荧光能谱进行了解谱,较好的重现了放射源和各元素的特征能量.     

全帧CCD探测器CT扫描数据读出与拖影校正研究

以光纤耦合全帧CCD方式制作的X射线探测器在实验室高精度X射线CT扫描中广泛应用。由于X射线的强穿透特性,全帧CCD探测器通常工作在无快门模式,图像拖影是该模式下必定存在的伪影。本文针对全帧CCD探测器CT扫描图像拖影校正进行研究,提出了非曝光行校正法校正投影图像拖影,避免了利用暗像元校正法校正投影图像拖影时可能会带来的条形伪影;针对动态曝光CT扫描,设计了基于辐射屏蔽的投影图像感兴趣区域快速读出模式,通过降低电荷转移时间有效抑制投影图像拖影的产生,提高探测器有效信号动态范围。实验结果表明：应用非曝光行校正法能有效校正投影图像拖影、提高投影图像质量;采用投影图像感兴趣区域快速读出模式可有效解决动态曝光CT扫描图像拖影校正难题。     

HPGe测量连续硬X射线能谱的解谱方法研究

结合数值模拟得到的单能光子在HPGe探测器上能量响应函数，用改进的剥谱法对测量得到的连续硬X射线能谱进行解谱。扣除测量谱中康普顿、反散射等效应产生的计数对测量能谱的影响，得到了仅反映探测器对光电效应的能量响应的能谱。最后，通过效率修正，完成了测量谱到实际能谱的还原,为连续硬X射线能谱解析提供了可靠方法。     

单能光子在HPGe探测器上的能量响应函数模拟

根据单能光子与探测器发生相互作用的原理,本文利用蒙卡方法(MC)模拟了系列单能光子在HPGe探测器上的能量响应曲线并提取曲线的特征数据,然后采用最小二乘法对提取的特征数据进行拟合,得到单能光子在该探测器上的能量响应曲线理论函数表达式,最后采用准单能γ源测量数据对理论表达式进行修正,确立了该响应函数随光子入射能量变化的修正函数表达式,为连续光子能谱解谱提供了依据.     

用于HL-2A装置的新型硬X射线探测器

介绍了一种应用于托卡马克等离子诊断领域的新型硬X射线探测器,该探测器主要由硅酸钇镥(Lutetium-yttrium Oxyorthosilicate,LYSO)闪烁体和硅光电倍增管(Silicon Photomultiplier,Si PM)组成。基于项目应用需求,对探测器的选型和基于粒子输运蒙特卡罗仿真软件GEANT4的探测器设计加以阐述,并搭建了前端的探测系统,在HL-2A托卡马克装置上进行了现场诊断实验。实现了硬X射线空间能谱和辐射强度分布的诊断测量。实验表明该探测器阵列具有10 ms的时间分辨率,同时具有结构紧凑、使用方便等特点,能够满足等离子体诊断中硬X射线动态能谱和强度分布测量的诊断需求。     

大型工业CT中X射线硬化校正的一种方案

介绍了大型工业CT的一种多色X射线硬化校正方法。该方法利用一个标准函数将多色投影值转化为单色投影值。定义了一些参数来证明该方法适用于大型工业CT的硬化校正,并对参数进行了优化。通过模拟实验,这种校正方法在不需要先验知识,使用单色重建算法的前提下,仍能大大减小CT重建图像的硬化伪像。     

脉冲X光机的光源特性参数研究

采用模拟计算和实验测量相结合的方法对瑞典Scandiflash AB公司的脉冲X光机的光源特性参数进行详细研究。基于MCNP5编写蒙特卡罗程序对脉冲X光机的二极管进行建模,并模拟计算X射线的能谱分布;采用热释光剂量计对X光源的剂量进行监测,获得了单个阳极丝寿命期内的剂量数据;用闪烁探测器对脉冲X光机产生的X射线进行测量,获得了X光源的强度分布、脉冲半宽度、抖动规律等。     

A novel compact Tokamak Hard X-ray diagnostic detector

A compact X-ray detector based on the lutetium yttrium oxyorthosilicate scintillator(LYSO) and silicon photomultiplier(Si PM) has been designed and fabricated for the hard X-ray diagnosis on the HL_2A and HL_2M Tokamak devices. The LYSO scintillator and Si PM in small dimensions were combined in a heat shrink tube package, making the detector compact and integrative. The Monte Carlo particle transport simulation tool,Geant4, was utilized for the design of the detector for the hard X-ray from 10 keV to 200 keV and the best structure scheme was presented. Finally, the detector was used to measure the photon spectrum of a ~(137)Cs gamma source with a pre-amplifier and a multichannel amplitude analyzer. The measured spectrum is consistent with the theoretic spectrum, it has shown that the energy resolution of the detector is less than 14.8% at an energy of 662 keV.     

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.     

A nuclear spectrum generator for semiconductor X-ray detectors

A nuclear spectrum generator for semiconductor X-ray detectors is designed in this paper. It outputs step ramp signals with random distribution in amplitude and time according to specified reference spectrum. The signals are similar to the signals from an actual semiconductor X-ray detector, and can be use to check spec- trum response characteristics of an X-ray fluorometer. This helps improving energy resolution of the X-ray fluorometer. The spectrum generator outputs step ramp signals satisfying the probability density distribution function of any given reference spectrum in amplitude through sampling on the basis of 32-bit randomizer. The system splits 1024 interval segmentation of the time that the step ramp signals appear, and calculates the ap- pearance probability of step ramp signals in different intervals and the average time between the time intervals, by random sampling. The step ramp signals can meet the rule of exponential distribution in time. Test results of the spectrum generator show that the system noise is less than 2.43 mV, the output step ramp signals meet the Poisson distribution in counting rate and the probability density distribution function of the reference spectrum in amplitude. The counting rate of the output step ramp signals can be adjusted. It meets the rule of the output signals from semiconductor X-ray detectors, such as Si-pin detector and silicon drift detector.     

吸收法在强激光与固体靶所致脉冲X射线能谱测量中的研究进展北大核心CSCD

脉冲X射线能谱测量,对于强激光装置中的物理诊断以及辐射防护具有重要意义。脉冲X射线具有脉冲时间短、注量大、能谱范围宽等特点,常规脉冲测量技术往往受到探测器死时间、堆积效应的限制而无法适用。目前多个国家都建立了强激光装置的研究平台,并开展X射线能谱测量相关研究。本文首先介绍了基于吸收法原理且适用于中低能脉冲X射线的测量方法:Ross Pair法和衰减法。然后针对这两种方法从5个方面(探测器结构、滤片材料、探测介质选择、散射控制以及解谱方法)综述了脉冲X射线吸收谱仪的研究进展,并分析了各自的适用性。目前激光装置中脉冲X射线能谱的测量还面临着能量分辨率不理想、结果不确定度无法量化和被动式能谱测量操作不便等问题。随着激光装置的不断升级,脉冲X射线注量以及打靶频次将不断增加,对探测器的耐辐照性能以及响应速度提出了更高的要求。