载钆液闪探测器的稳定性测试与探测效率刻度

中国暗物质实验(China dark matter experiment,CDEX)合作组设计并研制了大体积载钆液体闪烁体快中子探测器,用于中国锦屏地下实验室(China JinPing underground laboratory,CJPL)的快中子本底测量。该探测器基于反冲质子信号与钆俘获热中子产生的γ信号之间的符合测量方法,有效地抑制环境γ本底,提高对快中子的探测灵敏度。该文对该探测器进行了稳定性测试和单能中子探测效率刻度,实验结果表明:该探测器稳定可靠,且具有良好的中子、γ信号甄别能力,以及较高的探测效率,适合对地下实验室极低通量快中子进行测量。     

CsI(Tl)对高能质子能量响应的蒙特卡罗研究

在放射性核束物理的实验研究中,需要对核反应产物进行测量和鉴别,以获取反应过程中的重要信息.使用GEANT4软件对CsI(Tl)闪烁体探测器对高能质子的能量响应进行了蒙特卡罗模拟,以确定这种探测器用于探测能量范围10HeV-150MeV质子的能量响应.通过对晶体外表面包覆材料反射率、耦合光敏二极管面积、质子射程等条件的模拟和分析,找到了提高CsI(Tl)闪烁体探测器性能的方法.     

ZnS(Ag)+石腊快中子闪烁体

本文叙述了 ZnS(Ag)+石腊快中子闪烁体的制作方法,讨论了探测效率与闪烁体各种参数的关系,并用实验方法得到了闪烁体的一组最佳参数。我们制成的闪烁体,对 Ra-α-Be 源的快中子,探测效率达到(2.7±0.2)％,而相应记录γ-射线的效率小于10~(-6)。     

掺Ag+硫化锌制备与辐射探测器热压成型工艺参数优化

利用纳米材料制备方法将激活剂Ag~+掺杂于ZnS材料中制备了粒径更小的闪烁材料,进一步提高了该闪烁材料的发光效率。将新制备的闪烁材料用于辐射探测器的设计并对热压成型工艺进行优化,以模压温度、模压压力、模压时间为影响因素设计了系列对比实验并将探测效率和外观两个指标作为判断探测器品质的依据。引入外观评分方法,有效解决外观指标的量化问题并获得了最优工艺参数。实验结果表明,重新制备的Ag~+掺杂ZnS闪烁材料,其平均粒径为几十纳米,其发光强度相比普通商用ZnS∶Ag~+粉末得到明显提升。当温度为200℃、压力为7 MPa、时间为10 min时,利用热压成型工艺制备的闪烁体探测效率和外观均达到最优,辐射探测器的综合性能和成品率也得到较大提升。     

溴化镧闪烁晶体对湮灭光子线性吸收系数的计算

本文对新型卤化物闪烁体探测器——溴化镧探测器溴化镧闪烁体的线性吸收系数进行了推导和计算,特别对能量为0.511MeV的γ光子的线性吸收系数进行了计算,为以后计算溴化镧探测器对正电子的探测效率提供了数据依据.     

闪烁体与闪烁探测器的研究动态

闪烁体和闪烁探测器在工业、医学以及某些核物理实验、地质探矿、安全检查和材料探伤等领域有着广泛的应用。本文阐述了闪烁体的性质和分类,闪烁探测器的工作原理、构成以及探测装置在安全检查中的应用。     

基于GAGG闪烁体探测器卫星小载荷的组装与测试

介绍北京师范大学天格计划团队研制的以Cerium-doped Gadolinium Aluminum Gallium Garnet (GAGG)闪烁体探测器为核心的卫星小载荷（BNU-120）的组装与测试工作．组装中,4个GAGG晶体（每个3.8 cm×3.8 cm×1.0 cm）通过硅胶与64个SiPM (Silicon Photomultiplier, Sensl MicroFJ-60035-TSV)耦合．实验在15 ～1330 keV范围内标定和测试了温度和偏压对探测器信号幅度的影响、探测器的能量与道址关系、探测器的能量分辨率与能量的关系,以及探测器的探测效率与能量的关系．标定测试结果与天格计划团队先期研发载荷标定数据一致,且探测器探测效率实验测量数据与基于Geant4的蒙特卡罗模拟数据相符．标定数据将用于未来BNU-120发射后在轨探测数据的修正．      

碘化钠探测器和高纯锗探测器γ能谱仪性能比较

用碘化钠(NaI)闪烁体探测器和高纯锗(HPGe)半导体探测器γ能谱仪测量了^137Cs-^152Eu标准放射源和铅室本底的γ射线能谱．分析研究NaI探测器与HPGe探测器的能量分辨率、探测效率等特性，通过能谱分析还给出了铅室本底中可能含有的放射性核素，并对HPGe探测器进行了部分能量范围内的效率刻度．     

闪烁薄膜中子探测器灵敏度Monte Carlo计算

闪烁薄膜探测器的灵敏度和中子/γ分辨能力与闪烁晶体厚度密切相关,合理选择闪烁晶体厚度是探测器设计的关键。该文应用Monte Carlo方法模拟了中子和γ射线与闪烁晶体的相互作用过程,计算研究了晶体厚度对探测器灵敏度及中子/γ分辨能力的影响,给出了0.1~16.0MeV中子和γ射线照射下探测器的相对灵敏度,并结合部分能点的实验室标定数据,得到了探测器灵敏度能量响应曲线和中子/γ分辨率。理论计算的灵敏度能量响应曲线与实验标定趋势基本一致。     

ST401塑料闪烁体中子探测效率刻度及相对发光产额的测定

作者在四川大学原子核科学技术研究所2.5MeV静电加速器上，利用^3H(p,n)^3Li和^2H(d,n)^3He核反应作为中子源，在0.6-5MeV中子能区内的5个中子能点，对直径为40mm，厚度分别为5mm,10mm和20mm的ST401塑料闪烁体的中子探测效率进行了刻度，并测定了相对发光产额。在实验中，中子注量是采用金活化法并用长计数器计数归一的方法确定的。     

初探中子探测器的研究现状与发展趋势

中子探测在核辐射探测技术中占特殊的地位。目前国内外对中子探测器的研究较为广泛,在众多领域和设施上,如中子散射实验、加速器、反应堆、外太空探测等均有应用,很多文献均对中子探测有各具特色的叙述,但是关于中子探测器总结性的文章仍然较少,要系统地了解中子探测器的发展现状及趋势,需要大量查阅中子探测器的相关资料,具有较大的工作量。针对此,以国内外中子探测器的发展为线索,通过大量查阅国内外中子探测器的相关文献及资料,对国内外的中子探测器的研究现状及发展趋势进行了总结与分析。     

掺锂塑料闪烁体的制备与性能

为了提高塑料闪烁探测器对低能中子的探测灵敏度,可在塑料闪烁体中引入热捕获截面积较大的6Li。通过酸碱中和反应合成了甲基丙烯酸锂,对其进行了结构表征,随后将其溶解到甲基丙烯酸中,并将甲基丙烯酸溶液转移至溶有第一闪烁物质和移波剂的苯乙烯溶液中,通过热聚合的方法制备出掺锂塑料闪烁体。所得闪烁体的最大掺锂质量分数为0. 89%,且随着掺锂量的增多,闪烁体的荧光性能逐渐降低;相对于蒽晶体,最大掺锂量的闪烁体的光产额为46. 27%;最大掺锂量塑料闪烁体的衰减时间为1. 64 ns。     

桶型3He中子探测器探测效率标定装置设计分析研究

基于后处理生产的³He中子探测器,开展了桶型中子探测效率标定装置的材料选择及功能结构设计分析,使用MCNP程序构建了装置及³He探测器的相关计算模型,根据生产过程及设计需求,分别分析了桶型中子探测效率标定装置慢化层的慢化效果,及不同位置多根³He管中子探测器的探测效率,并计算了源管、探测器上方及屏蔽体周围的剂量,结果表明该装置的慢化能力及屏蔽效果良好,放射性剂量水平满足辐射防护要求。     

222Rn/220Rn绝对测量小闪烁室的ZnS(Ag)涂层厚度确定

ZnS(Ag)涂层厚度会影响222 Rn/220 Rn绝对测量小闪烁室的探测效率.用241 Amα电镀参考源对厚度为10 mg/cm2的ZnS(Ag)涂层α探测效率进行了实验验证.分别采用解析方法与MCNP模拟方法计算了相对立体角修正因子,讨论了空气层对α粒子的吸收修正,分析了不确定度来源.实验结果表明,10 mg/cm2 ZnS(Ag)涂层对α粒子的探测效率在102.4%～103.1%之间,不确定度小于5.44%.在实验不确定度范围内,可认为其对α粒子的探测效率为100%.实验证明了222Rn/220Rn绝对测量小闪烁室内采用10 mg/cm2厚的ZnS(Ag)涂层是可行的.     

用于提高康普顿相机探测效率的新型环状吸收体几何设计

康普顿相机成像技术在许多领域都有重要应用.通过Geant4蒙特卡罗模拟和实验，本文提出了一种新型高灵敏度环状吸收体结构康普顿相机，并对比了该结构康普顿相机与传统双层面结构康普顿相机的探测效率和角度分辨率.模拟中，双层面结构康普顿相机散射体和吸收体均包含8×8的Ce:Gd₃(Al,Ga)₅O₁₂ (GAGG)闪烁体探测器.散射体探测器单元尺寸为10 mm×10 mm×5 mm，吸收体探测单元尺寸为10 mm×10 mm×10 mm.新型环状吸收体结构康普顿相机散射体与双层面结构康普顿相机散射体相同，吸收体探测器单元分布在一个内半径51.5 mm、外半径约73.9 mm的环状结构上，总探测单元数与双层面结构康普顿相机吸收体探测器数相同，每个探测器单元尺寸为10 mm×10 mm×10 mm.模拟和实验结果显示，在角度分辨率相当甚至更优的情况下，新型环状吸收体结构康普顿相机的探测效率显著优于双层面结构康普顿相机，当散射体和吸收体距离>114 mm时，探测效率提高幅度超过1倍.     

薄靶闪烁探测器荧光接收效率的Monte Carlo模拟

该文给出了一种闪烁探测器荧光接收效率的Monte Carlo模拟方法,模拟了光子在闪烁体中的输运及在闪烁体表面的反射和透射现象,考虑到光在闪烁体表面的漫反射和漫透射,采用Phong反射模型和Hall透射模型,计算了探测器的光阴极在不同方位时对光的接收效率。理论模拟结果表明,荧光的接收效率与闪烁体的表面粗糙度有关,在120°方向附近荧光的接收效率最大,与实验结果符合得较好。     

CsI(Tl)闪烁探测器脉冲形状鉴别最优积分条件的探究方法

介绍了脉冲波形分析中用电荷积分法鉴别带电粒子的方法,给出了CsI(Tl)脉冲波形粒子鉴别能力的评估方法。用VME(versa module eurocard)数据获取系统的电荷积分插件QDC和基于PXI(PCI extensions for Instrumentation)的XIA获取系统获取CsI(Tl)闪烁探测器的脉冲信号波形各有优缺点。相较于过去在实验中利用QDC电子学插件对闪烁体的脉冲波形做快、慢成分的在线积分处理,该研究在XIA获取系统采集的CsI(Tl)闪烁体真实脉冲波形基础上,利用ROOT数据分析软件,在离线数据处理过程中利用程序调整积分门的延迟和宽度,研究了积分门的延迟和宽度的变化对探测器粒子鉴别能力的影响。定义了一种简单、明了的判断方法,通过比较2种不同粒子在二维鉴别谱中的分布距离来判断在不同积分门延迟和宽度下粒子的鉴别能力并研究其变化规律,探究该方法的可行性,为以后采用电荷积分插件实验提供参考。     

湿度对CR-39固体核径迹探测器测量~(220)Rn/~(222)Rn水平的影响研究

在可调控温度、湿度及氡浓度的南华大学氡实验室对不同的湿度条件下CR-39固体核径迹探测器测量220Rn2、22Rn的探测效率进行了测定,分析了湿度对CR-39固体核径迹探测器测量220Rn、222Rn探测效率的影响.实验结果表明:相对湿度在35%-95%范围内,当湿度为50%左右时,CR-39固体核径迹探测器测222Rn,探测效率最高,标准偏差为2.0%;相对湿度在30%-100%范围内,当湿度为75%时,CR-39固体核径迹探测器测220Rn的探测效率最低,标准偏差达到78.4%.     

碘化钠(铊)塑料闪烁体反康普顿γ谱仪

本文述述了反康普顿碘化纳(铊)——塑料闪烁体γ能谱仪在建立了物质屏蔽和对主探测器.符合探测器和环探测器进行了更换和改进之后所测量的主要指标.在~(137)Cs 源距主探测器为4厘米处测得的康普顿减弱因子为3.8,在铅室外和在铅室内加反符合屏蔽下,在0.05—2.5Mev 能区积分本底之比为397倍.并对各种改进情况进行了讨论.     

NaI(Tl)闪烁探测器单能γ谱的Compton坪台

利用Compton散射截面Klein Nishina公式和Monte\|Carlo粒子输运(MCNP)程序研究NaI(Tl)闪烁探测器单能γ能谱的Compton坪台. 通过考虑光子在探头闪烁晶体中的次级效应及探测器的能谱展宽等因素, MCNP程序模拟所得NaI(Tl)探测器单能γ能谱的Compton坪台与实验能谱符合较好, 并解释了理论曲线与实验曲线存在差异的原因.