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。     

新型无机闪烁体CeF3的时间特性研究

CeF3是新型快响应无机闪烁体．对近年国内研制的CeF3无机闪烁体的时间特性进行了研究，包括脉冲辐射诊断所关心的CeF3对快脉冲γ辐射源的时间响应．如上升时间、半高竟、脉冲后沿；同时推算并使用了用脉冲法获得晶体发光衰减常数的简单估算公式，获得的CeF3衰减常数值与国外研究同行其它测量方法得到的结果基本一致。     

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。     

无机闪烁体CeF3的时间特性

本文用脉冲γ源方法实验测量了北京玻璃研究院生产的新型无机闪烁体CeF3的发光衰减常数，得出了该种闪烁体的两种发光成分：对于直径为45mm，厚度分别为14．5，10，4．5和3mm的4个闪烁体，其发光衰减时间的快成分在12．1－9．9ns，慢成分在34．0－30．7ns，等效衰减时间常数在26．2－20．8ns，随着闪烁体厚度的增加发光时间变慢。     

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。     

φ60mm×600μm硅PIN探测器γ灵敏度和时间响应测量

φ60mm×600μm硅PIN半导体探测器是近年国内新研制的大面积高灵敏度探测器,用1013Bq级的60Coγ放射源测量了该类探测器的60Co γ灵敏度,用CΓC脉冲辐射源(约0.2MeV)测量了该类探测器的时间响应.实验和理论计算表明:该类探测器的60Co γ灵敏度约为5 fC*cm2/MeV.脉冲响应上升时间约为10ns,脉冲响应半高宽约为35ns.     

φ60mm×600μm硅PNI探测器γ灵敏度和时间响应测量

φ6 0 mm× 6 0 0μm硅 PIN半导体探测器是近年国内新研制的大面积高灵敏度探测器 ,用 10 13Bq级的 60 Coγ放射源测量了该类探测器的 60 Coγ灵敏度 ,用 CΓC脉冲辐射源 (约 0 .2 Me V)测量了该类探测器的时间响应。实验和理论计算表明 :该类探测器的 60 Coγ灵敏度约为 5 f C·cm2 / Me V。脉冲响应上升时间约为 10 ns,脉冲响应半高宽约为 35 ns。     

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.     

光谱分辨的脉冲X射线时间谱仪的研制

通过1台高效率凹面光栅单色仪的研制，在原有脉冲X射线时间谱仪的基础上，开发完成了1套光谱分辨的荧光衰减时间谱仪，其波长和时间分辨率分别可达nm和亚ns量级。由BaF2闪烁晶体的测试结果表明：谱仪可有效进行光谱分辨的发光衰减时间谱测量，加载单色仪后，谱仪的测量效率仅下降2个数量级，达到了设计所预期的指标。利用这一装置，对CeF3晶体光谱分辨的发光衰减时间谱进行了分析。     

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。     

Influence of Transit Time Differences on Photomultiplier Time Resolution

The influence of transit time differences due to the photocathode geometry and the influence of non-uniformity of photoelectric yield and collection efficiency of optical input system, on photomultipliers time resolution, were investigated. The calculation of transit time differences contribution were performed and the theoritical results were compared with the experimental measurements results.     

时间投影室

本文介绍一种新的先进的带电粒子探测器——时间投影室。     

时间覆盖符合技术与时间谱选择技术的对比

符合/反符合系统可以使用时间覆盖技术构成,也可以通过信号的时间谱选择技术构成。时间谱是由信号之间的时间差形成的。分析表明,采用信号之间直接覆盖方式的系统比较简单,逻辑关系比较清晰,但不能揭示信号之间的统计分布关系,并对信号的宽度有一定的要求;而时间谱技术的特点正好相反。讨论了两种技术的原理及其差别,并讨论了两种技术各自的优缺点。     

测量符合分辨时间和固定死时间的双振荡器法

本文介绍了双振荡器法的基本原理,讨论了最佳参数选择方法,并给出我们实验装置的测量结果。     

Time Resolution in Semi-Conductor Detectors

An analytical expression for the prompt time response is compared with available data of prompt cures using surface-barrier detectors, yielding a relation for T? = 0.33 ?1/?n = 0.40 ?2 ?n/N where ?1, ?2 rise and decay times of single-electron response, n/N is the optimum value at minimum time resolution. A preliminary method is proposed for computing the plasma time in these detectors.     

相位测量中的时间放大

本文介绍一种基于频率变换的时间放大技术,可用于正弦周期信号的相位精确测量或延迟时间测量。     

Time Resolution Measurements with Fast Photomultipliers

A comparision of experimental data and theoretical predictions on time resolution limits of fast photomultipliers has been performed. XP 1020 photomultipliers have been used and measurements were done with a fast electronic system built in our laboratory. This system was tested with a Co60 source, the best time resolutions achieved over a period of two hours being 164 psec at f.w.h.m. A hydrogen discharge lamp has been built which produced short light pulses whose shape is determinated by a sampling method. Several light intensities were used to simulate different energy losses in plastic scintillators and time resolution measurements were performed for different threshold settings of the discriminator. The results of these measurements were compared to theoretical data calculated by means of a statistical model of the photomultiplier. Good agreement was found assuming a photoelectronic yield of one photoelectron per 2.5 KeV in Naton 136 plastic scintillator and a single electron response (SER) variance of 500 psec. The necessity of having more accurate data on photomultiplier parameters, mainly concerning the transit time jitter, was pointed out in order to have a better understanding of the photomultiplier's behaviour.     

基于FPGA的时间序列采集器

叙述了一种同时记录两路脉冲信号到达探测器时刻的时间序列采集器,可对脉冲信号进行时间测量.其时间精度从5ns～1ms可调,单路最高计数率可达105s-1.采集器主要使用可编程逻辑门阵列FPGA技术,通过USB接口将记录的时间数据送入计算机并保存.采集器记录时间范围大,分析时间范围广,具有数据处理灵活、可利用信息量大等优点,可组成多道时间分析系统,进行时间间隔测量.     

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。