脉冲辐射探测技术

脉冲辐射探测是探知核反应过程特征信息的主要途径之一,是核反应过程特性研究、核装置设计、运行、监测与控制不可或缺的技术手段。由核探测器、探测方法和应用技术等构成的脉冲辐射场探测技术,已成为科学研究、核技术应用、核材料分析、裂变/聚变研究和天体物理等相关核科学研究的必备技术元素。文章介绍了我国发展的瞬态核裂变、核聚变反应过程释放的脉冲中子、伽马混合辐射场探测系统和测量技术。     

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.     

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。     

瞬态分子速度/ 浓度调制磁旋转光谱技术的选择特性

介绍了速度/浓度调制光谱技术和磁旋转光谱技术对瞬态分子的选择性探测．速度/浓度调制光谱技术可以实现对离子分子和瞬态中性分子的选择性探测；磁旋转光谱技术可以实现对顺磁性分子以及顺磁性态的选择性探测，并且可以明确指认转动谱带中的P支和R支谱线，有助于对复杂分子光谱线的分析．文中借助对N₂，O⁺₂，CN等瞬态分子的研究，阐述了速度/浓度调制光谱技术和磁旋转光谱技术的选择性探测原理．     

瞬态瑞利波分析方法在探测地质体结构中的应用

介绍了探测地质体结构的一般方法,重点介绍了爆破地震波的特征及地震波的探测方法.又对最近发展起来的面波勘探技术做了分析,重点论述了瞬态瑞利波频散特性及其应用.在此基础上,实验了一种可以控制的爆破地震波震源,该震源利用水介质的均匀性及各向同性、不可压缩等特点,减少了爆炸冲击波对周围岩体介质的损坏,又保持了爆炸波功率大,能够提供尖锐的脉冲信号,频域范围大的特点,从而改变了爆破地震波震源不能重复和难以总结其规律的状况.利用瑞利波探测技术和可控爆源,对茅坪滑坡体进行了地质体结构探测,并对其地质体的分层特性做了详细分析,与钻孔勘探结果和挖竖井探测结果比较,二者有较好的一致性.说明结合瞬态瑞利波分析方法,该可控震源在地质体结构探测中有实际的应用价值.     

BaF2闪烁体探测器数字化信号中Ra本底的扣除研究

基于数据采集卡采用全脉冲获取方法对BaF2闪烁体探测器探测α粒子及γ射线的核脉冲波形进行了研究,通过计算全波形的面积提取了核脉冲信号的能量信息,构建了能谱.应用脉冲形状甄别方法对α粒子和γ射线进行了鉴别研究,根据脉冲信号的快/慢成分比的差别清楚地将α粒子从γ射线中鉴别开来.剔除了BaF2闪烁体探测器中固有226Ra及其子体222Rn、218Po、214Po本底的干扰.     

强流瞬态脉冲辐射场伽马射线探测技术

脉冲辐射场伽马射线探测是诊断强流脉冲辐射装置工作状态、辐射产生物理机制和过程规律信息的主要途径之一,是各类型辐射装置设计优化、运行监测与控制以及辐射场应用研究不可缺少的技术手段.本文从探测技术原理、探测器技术及其发展等方面介绍强流脉冲伽马辐射场射线探测技术概况,供脉冲辐射场测量与诊断研究借鉴参考.     

热辐射修正后金属样品冲击温度研究

在金属物质高温高压物态研究中,金属/透明窗口接触界面的真实温度是该领域研究者的一个重要的目标。但是由于金属/透明窗口间的接触情况无法达到理想状况而造成的辐射尖峰以及发现窗口材料可能在冲击压缩下有自身辐射行为,这些给金属/窗口界面温度的直接观测带来了很大阻碍。本文通过实验技术改进,彻底消除了界面的异常辐射尖峰;通过对窗口热辐射进行模拟估计,扣除了其对辐射信号的影响。     

5~10 MeV能区γ本底对锦屏深地核天体物理反应测量的影响探究

天体物理感兴趣能区(伽莫夫窗口)的带电粒子核反应截面极小,在地面进行测量会受到宇宙射线诱发本底的严重干扰．进行地下实验室核反应测量成为解决这一问题的主要途径．锦屏深地核天体物理实验（JUNA）装置是我国首个地下核天体反应测量设施,为开展恒星核合成关键反应直接测量提供了绝佳机遇．本工作测量了锗酸铋(BGO)探测阵列和溴化镧(LaBr₃)探测器在JUNA装置上的γ本底能谱,并通过减小符合时间、点火数选择、粒子甄别等技术,进一步压低了5~10 MeV能区的γ本底,同时讨论了探测器本底对部分JUNA计划开展的核天体反应测量的影响．      

锗酸铋晶体快中子辐照损伤及其等温时效研究

锗酸铋（BGO）晶体作为一种优良的无机闪烁体被广泛用于高能物理和γ辐射探测技术中，这必然涉及辐照损伤的问题。该文试图对锗酸铋晶体的辐射损伤形成机理予以描述，对其进行两种不同剂量的14MeV快中子辐照和室温等温时效以及高温退火处理，将辐照前后的BGO闪烁体作为探头，测定其本底谱和^137Cs的γ能谱。通过分析BGO闪烁体的峰总比、能量分辨率及道漂等变化，来揭示BGO快中子辐照损伤的形成和退火回复机制。     

脉冲中子、伽马探测系统性能表征与设计技术

探测系统是获取辐射场特征信息的核心器件，是实施脉冲辐射探测的关键和技术基础，其性能直接决定测试数据的质量和测试方法的选择。对影响脉冲辐射探测的性能指标进行系统描述、表征是探测系统设计、研制、实际应用和综合性能评价的基础。用于复杂能谱脉冲中子、伽马混合辐射场时间谱、强度谱测量的探测系统，主要性能包括探测灵敏度、时间响应、能量响应、线性电流和中子、伽马分辨能力等指标参数，这些参数的获得与实现，需要根据中子、伽马射线与物质相互作用的基本原理，构建相应的探测结构和技术原理。在设计上，综合权衡能量收集和电荷收集方式选择、几何效率完备和高信噪比结合、信号响应和直照响应分离、探测效率与时间特性兼顾、综合性能与使用可靠性一致等设计原则，综合应用这些原则构成了探测系统设计方法。     

基于GAGG闪烁体探测器康普顿相机角分辨率误差来源分析

基于Geant4模拟平台搭建了一个由2层6×6位置灵敏的cerium-doped gadolinium aluminum gallium garnet (GAGG(Ce))闪烁体探测器阵列组成的康普顿相机;从理论上分析了探测器的几何因素、能量分辨率和材料多普勒效应对康普顿相机角分辨率的影响;散射角为5°~90°时,角分辨率<10°．模拟条件:采集了仅考虑几何因素、能量分辨率与多普勒效应,以及综合考虑这3种误差来源等情况的符合数据,并用滤波反投影算法进行图像重建．当2层探测器距离为6.0~16.0 cm时,几何因素是影响角分辨率的主要误差来源,能量分辨率次之,多普勒效应贡献最小．      

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．      

深度学习的睡眠脑电特征波检测

回顾了深度学习（deep learning,DL）技术在睡眠脑电检测上的应用．以睡眠脑电过程中的纺锤波检测问题为例,探讨了睡眠脑电检测的各类方法,以及相较于传统信号处理算法,DL算法在睡眠脑电纺锤波检测问题上具有精度较高、对数据适应性更强的特点．针对进一步提高网络检测性能与硬件适用性需求,提出特征融合与脉冲神经2种改进型网络,并获得较高的检测性能,进一步阐释了DL技术在睡眠脑电特征波检测方面的应用潜力．      

稀土晶体材料与应用

稀土是我国重要的战略资源,在永磁体、合金、催化剂、石油精炼、精细抛光、发光材料、玻璃陶瓷等高新技术领域具有重要的应用。稀土晶体是一类重要的高端光学材料,是指稀土元素可以完整占据结晶学结构中某一格点的晶体,作为核心工作物质在激光技术与电离辐射探测技术中得到了广泛应用。以稀土激光晶体、稀土闪烁晶体、稀土倍频晶体、稀土单晶光纤为代表,综述了近年来面向不同应用领域的高端稀土晶体材料在组成设计与性能优化方面的研究进展。在生长技术方面,结晶生长的化学键合理论能够为多尺度稀土晶体生长提供精细化的关键因素控制技术,有利于获得高品质稀土晶体材料。     

超声波辐射与相转移催化合成应用研究

系统研究了超声波辐射与相转移催化及其在有机会成中的应用。以糖精在超声波辐射作用下的N-烷（苄）基化为例，考虑了数种相转的催化剂及不同溶剂的影响，研究了超声波辐射作用与催化反应机理，提出了一种合成N-烷（节）基糖精的新方法。     

高纯锗探测器应用于稀有事例探测的研究进展

高纯锗探测器（HPGe）对于低本底稀有事例探测的发展具有重要的意义．本文介绍了HPGe的工作原理及其制备工艺，分析了对探测器起关键作用的钝化层和死层部分，并讨论了降低本底的关键技术．对于HPGe应用于包括暗物质探测和无中微子双贝塔衰变的稀有事例探测实验的进展，重点介绍了应用HPGe的CDEX、SuperCDMS、GERDA、MAJORANA等国际领先的稀有事例探测合作组相关实验技术和物理进展，进一步分析了HPGe用于下阶段国际稀有事例探测的发展方向．      

同步辐射技术和透射电镜技术以及密度泛函理论相结合的综合表征方法及其应用

同步辐射技术和透射电镜技术是研究材料的重要表征手段,广泛应用于物理、化学、材料、环境与能源等学科的前沿研究领域.这两种技术方法,其物理原理是光子和电子与材料的相互作用,包括光子在材料中的散射与吸收,电子的衍射与能量损失等,从而演化出各种具体表征手段.从物理本质看,基于量子力学的密度泛函理论,其本征函数可以与同步辐射X射线的衍射和透射电镜电子的衍射得到的电荷密度相对应,而其本征值则可以与同步辐射X射线的吸收谱和光电子谱以及透射电镜电子的能量损失谱得到的能级或能带信息相对应.这些对应关系使得这两种技术手段和理论计算方法可以互相验证也可以互相补充,从而对材料的结构和电子信息的分析更为全面细致.本文综述了同步辐射技术和透射电镜技术的进展,通过典型材料表征进行举例说明,这两种技术结合密度泛函理论,能够深入分析功能材料的晶体结构信息以及各种物理化学性能.最后展望了这三种方法相结合的未来发展趋势.     

影像技术在动物实验中的应用

摘要: 影像技术研究是借助于某种介质与机体的相互作用,把内部组织器官结构、密度以影像方式表现出来。常用的方法包括: X 线、CT、MＲI、超声、血管造影和生物发光等。人们通过各种影像技术可以连续、准确、甚至无创观察动物体内疾病变化,极大提升了实验研究水平,推动疾病检测由传统的解剖形态,向功能、代谢,甚至是受体和基因的分子水平发展,其中涉及的福利是指在整个影像检测过程中保证动物的康乐。目的就是在动物福利与“人类利益”之间找到平衡点。即关注影像检测中可能影响动物康乐的因素,从而减少动物的痛苦; 同时,当福利条件满足动物康乐时,可最大限度地发挥影像实验的效能。     

纯有机室温磷光材料研究进展

有机室温磷光（room temperature phosphorescence，RTP）材料凭借制备简单、类型丰富、毒性低等特点，以及在显示、传感、生物成像等方面广阔的应用前景而备受关注．一般的有机RTP材料，其磷光寿命<10 ms，而具有长寿命（τ>100 ms）有机RTP材料其磷光衰减过程裸眼可见，因而具有更广阔的应用前景．本文总结了近年来兼具高效率和长寿命有机RTP材料的分子设计策略，包括引入重原子、形成主-客体材料、构筑H聚集、形成氢键和设计成Donor-Acceptor（D-A）结构．