楔条型位置灵敏探测器的特性

为提高电子动量谱仪的效率 ,研究了大面积楔条型阳极位置灵敏探测器的位置成像和时间特性 ,并和其他类型的位置灵敏探测器进行了比较。给出了为电子动量谱仪设计的基于微通道板的位置灵敏探测器的结构 ,测试了探测器的位置成像性能 ,提出了一种从后一级微通道板出射面引出快信号的新方案 ,得到了在 4 0 m m灵敏范围内位置分辨率为12 1μm和对 (e,2 e)事件符合时间谱的时间分辨率为 4 .3ns。该楔条型阳极位置灵敏探测器可以很好地满足电子动量谱仪对电子的位置和时间的测量要     

三光子PET成像的Monte Carlo模拟与解析几何重建

为验证利用正负电子对三光子湮灭事件进行PET(positron emission tomography)成像的原理,对正电子释放,正负电子对三光子湮灭,γ光子的输运和接收等物理过程用Geant4程序进行了Monte Carlo模拟。根据动量守恒和能量守恒定律,提出由3个γ光子的位置和能量直接计算湮灭位置的解析几何重建算法。进一步研究了探测器能量分辨率对重建图像分辨率的影响。结果表明:具有理想位置分辨能力的探测器对662keV的γ光子能量分辨率为16%时,重建图像断层内分辨率为1.6 mm,轴向分辨率为0.16 mm。     

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。     

纵向电场电离室望远镜

介绍由梯形电离室加上位置灵敏半导体探测器构成的望远镜的制造工艺、工作原理及其性能测试。探测器作为核反应测量的工具,在核物理实验中有着非常重要的地位。这套探测器望远镜是由测量能损ΔＥ的气体电离室,加上测量剩余能量Ｅ的位置灵敏半导体探测器构成的。它充分发挥了气体电离室和位置灵敏半导体探测器各自的优点,在１０２．００￣１０９．５０ＭｅＶ＾１９Ｆ＋＾５１Ｖ耗散反应激发函数的研究中,其优良性能得到了充分体现     

放射源~(226)Ra和~(133)Ba的衰变γ能谱分析

采用p型同轴高纯锗探测器测量含~(226) Ra的荧光仪表盘与标准源~(133) Ba的衰变γ能谱,并分析特征γ射线的能量和强度.结果表明:~(226) Ra能谱中出现~(226) Ra的特征γ射线及大量~(226) Ra的衰变子核的特征γ射线;~(133)Ba谱中出现~(133)Ba特征射线及大量和峰,由计数率随距离变化关系及γ射线级联关系证明存在和峰.     

基于D-D/D-T中子源的中子受激辐射计算机断层扫描成像的比较研究

对比研究了D-D和D-T中子源在中子受激辐射计算机断层扫描成像(NSECT)中的应用,建立了TiT/TiD靶、水体模内放置/未放置铁球4种计算模型,并利用MCNP程序分别模拟了D-D,D-T中子源产生2.5和14 MeV左右中子束在该系统中的中子输运过程,记录并获得了出射中子和特征γ射线通量分布及能谱图,该研究对中子成像方面中子源的选择及平台的搭建有指导作用.从出射中子和特征γ射线通量分布发现,激发的特征γ射线会保持与入射中子束同样的前倾方向,为了得到尽可能多的特征γ射线,确定了在D-D和D-T两种中子源成像中,实验上应该在Z=0的平面上与中子束传播方向呈43.6°–50.9°范围内布置γ射线探测器.D-D和D-T两种中子源的NSECT高能γ探测器最佳的放置位置稍有不同,但都需要保持在43.6°–50.9°的范围内.从特征γ射线能谱发现,~(56)Fe和~(16)O对应的特征峰能量与模拟数据的激发能完全吻合,证明了NSECT技术识别元素的能力,很有可能在追踪治疗过程以及研究活体(包括人体)分子过程中崭露头角.     

"Marinelli Beaker"型气体源γ射线的探测效率研究

针对放射性惰性气体在“Marinelli Beaker”（简称MB）容器中,用NaI（TI）闪烁探测器测量γ射线,采用蒙特卡洛计算方法计算NaI（TI）晶体对^85Krγ射线的探测效率并与标准源实验刻度探测效率进行比较．应用Matlah软件对不同体积的MB容器的理论计算和实验刻度数据分别用最小二乘法进行拟合并比较．比较结果显示,理论计算值和实验数据在误差范围内是一致的。     

中子受激辐射计算机断层扫描成像系统的MCNP模拟

本文对中子受激辐射计算机断层扫描成像(NSECT)系统进行了仿真计算,包括中子源的选择、准直屏蔽系统的设计、屏蔽墙和靶体的设置以及探测器的布置.采用MCNP程序模拟了D-T中子源产生的14MeV左右中子束在NSECT系统中轰击代替人体组织的圆柱体水体模的中子输运过程,记录并获得了元素特征γ射线和出射中子的通量分布及能谱图,该研究对中子成像平台的搭建有指导作用.从特征γ射线和出射中子的通量分布及能谱可知,在Z=0的平面上与中子束传播方向呈43.6°–50.9°的方向上布置高能γ探测器更利于得到可靠的成像数据,其中48.5°方向上可得到最佳的成像数据.从特征γ射线能谱找到了~(16)O对应的特征峰,特征峰能量与靶体元素的激发能完全一致,说明NSECT具备元素识别和确定元素浓度的能力,证明了NSECT被应用到癌症的早期或超早期诊断以及检查藏匿的炸药、毒品等领域的可能性.     

基于X射线的小动物成像micro-CT系统

为了实现针对小动物特别是小鼠的高空间分辨率的断层成像,设计了一个基于X射线的micro-CT系统。该系统包括X光源、CMOS平板探测器、步进电机控制的转台、相应的机械结构及计算机采集控制软件。数据采集系统经校准后使用。利用FDK(Feldkamp-Davis-Kress)锥束算法,重建得到小鼠断层图像。图像重建像素100μm×100μm×160μm,能够很好地分辨出骨骼和肺部的图像,对比度分辨率高,可分辨10mg/mm3的密度差异。该系统可用于小动物成像并且获得满意的图像质量,将成为进行小动物功能和解剖成像的有力工具。     

闪烁晶体阵列中光子输运过程的Monte Carlo模拟

为了验证MicroSPECT系统的探测器的设计方案,使用DETECT2000进行闪烁晶体内光子输运过程的Monte Carlo模拟。MicroSPECT系统探测器部分使用4个探测面积为49 mm×49 mm的位置灵敏光电倍增管H8500拼接组成。与之配合的闪烁晶体阵列的面积为103.75mm×103.75mm,像素大小为1.45mm×1.45mm。电子学电路通过位置权重法计算闪烁事件发生的位置。结果表明,闪烁晶体阵列中有效成像像素为55×55,且光电倍增管的拼接部分仍然具有探测能力,初步证明了该系统设计的可行性。     

籽晶保护条件下铈掺杂溴化镧晶体生长及其性能

为定向生长出铈掺杂溴化镧（LaBr3:Ce）晶体,改进了坩埚下降法,并在籽晶接种过程引进冷却气体的保护装置。生长出的LaBr3:Ce晶体在137Cs放射源辐照下,其能量分辨率为3.08%,衰减时间为20.1 ns。采用多通道DRS4采集系统,以XP20D0型光电倍增管耦合 Ф 20 mm×5 mm 溴化镧器件作为开始道探测器,H8500型光电倍增管耦合LaBr3:Ce阵列作为被测停止道探测器,放射源为22Na（511 keV）。制备了6×6的LaBr3:Ce阵列,单根晶体条的尺寸为2 mm×2 mm×15 mm。利用数字化波形分析法,获得阵列的清晰二维散点图和一维位置谱,阵列x和y方向的位置分辨率分别为1.01 mm和0.89 mm。制备出的LaBr3:Ce晶体具有优异的能量分辨率和位置分辨率,可以应用于PET等医学成像技术领域。     

纯化氧化镍中子活化分析测定地球化学物质中的铂族元素

研究了镍锍试金预富集中子活化分析测定岩石样品中的铂族元素 .采用YPA4 螯合树脂对试金捕集剂氧化镍进行纯化 ,大大降低了化学分离富集全流程铂族元素的空白 .取样量为 5 0g时 ,所需熔剂各元素的空白值为 (ng/ g) :Ir =0 .0 0 2、Os<0 .0 1、Pd <0 .0 5、Pt<0 .0 5、Rh <0 .0 5、Ru <0 .0 5 .用平面锗探测器测定Rh使测定下限降低了 2个数量级 .对国标地球化学标准物质GBW0 72 88、GBW 0 72 89、GBW 0 72 91、GBW 0 72 92和GBW 0 72 94的测定结果与推荐值基本符合 .     

Monte Carlo方法用于就地γ辐射源项调查与剂量评估

基于Monte Carlo通用软件EGS4,开发了用于就地γ辐射源项调查与剂量评估目的的Monte Carlo应用程序Sterm-MC。该软件运行于Windows 98操作系统,具有图形化用户界面,主要由探测器特性数据库、源描述模块、几何描述模块、谱模拟分析、源项与剂量估算等模块组成。它可以对高纯锗(HPGe)、碲锌镉(CdZnTe)两种半导体探测器提供多种源、几何条件下的无源效率刻度;同时依据无源效率刻度数据,进行辐射源项反算与剂量估算。结合物理实验对Sterm-MC进行验证后,该软件已在中国某核电站检修期间的职业照射源项调查中得到了应用,所验证的探测器包括N型、P型两种同轴型高纯锗探测器和碲锌镉探测器。     

NaI(Tl)探测γ能谱的MCNP模拟

利用光子和电子联合输运MCNP程序的电子脉冲计数类型的能峰展宽模拟计算NaI(Tl)探测器的γ能谱, 与实验结果符合较好. 利用能峰展宽参数计算不同能量γ射线的峰总比, 结果与实验值相符, 验证该计算方法可用于NaI(Tl)探测γ能谱的模拟. 对不同能区γ射线的能谱进行模拟, 并分析了能谱的形成过程.      

高纯锗探测器在粒子物理与天体物理中的应用

本文介绍了近年来高纯锗探测器技术的发展和新型高纯锗探测器在粒子物理、天体物理领域的应用,特别是高纯锗探测器在暗物质直接探测、双β衰变实验等极低本底的重要基础前沿研究方面的应用.中国已经建成了世界垂直岩石覆盖最深的地下实验室——中国锦屏地下实验室.中国科学家组成的CDEX研究团队拟利用吨量级的点接触电极高纯锗探测器阵列系统,在中国锦屏地下实验室开展暗物质直接实验研究,本文也介绍了这一实验计划.     

TeV噪BlazarPKS2155-304中心双黑洞系统（英文）

PKS2155-304是一个典型的TeV源,在全波段都观测到光变.文章利用GeVγ辐射和X辐射观测资料确定GeVγ辐射的基本参量以及相关黑洞质量,利用光学光变周期分析中心双黑洞系统的结构参量,并利用TeV的光变时标确定TeV辐射的区域大小以及离中心的距离.从分析得到如下结论：①在中心有一个双黑洞系统,大黑洞的质量是80.8×107太阳质量,而次黑洞的质量为（3.35-5.20）×107太阳质量.该双黑洞系统的半轴和为（3.67-5.15）×1016cm.②GeVγ辐射的参量与因子来自于离中心黑洞（次黑洞）18～20斯瓦西半径处.GeVγ辐射的Doppler因子为0.31～0.45,视角为8.5°～9.4°.这里的两个值分别对应于不同的系数λ.③TeVγ辐射来自于距中心2.5～2.8斯瓦西半径处.     

蝎虎天体的有效谱指数研究

搜集了一个含20个BL Lac天体的样本,计算了样本的射电、X射线及γ射线之间的宽带谱指数(αRX,αRG,αXG),并讨论了这些谱指数之间的相互关系.平均有效谱指数分别为<αRX>=0.721±0.027,<αXG>=0.946±0.032,<αRG>=0.820±0.008.αRX和αXG之间有强相关,相关系数r=-0.85,置信度P<10-4.αRX和αRG之间有弱相关,而αXG和αRG之间没有相关.这些关系说明BL Lac天体的射电、X射线辐射均与γ射线辐射相关联.分析可知γ射线辐射应来自同步自康谱顿辐射.     

辐照灭菌用于纳豆激酶制剂的实验研究

对60钴γ-射线辐照前后的纳豆激酶(NK)制剂有效成分、酶活及活菌数等技术指标进行了实验研究,结果表明,不同剂量的60钴γ-射线辐照对纳豆激酶制剂中的总皂甙含量和纳豆激酶酶活影响不大,30 kGy时总皂甙含量仍可达到原始含量的105%～125%,NK酶活达到原始酶活的90%以上;纳豆芽孢杆菌、大肠菌群和金黄色葡萄球菌等活菌数对60钴γ-射线辐照十分敏感,5 kGy的60钴γ-射线辐照处理后纳豆芽孢杆菌、大肠菌群和金黄色葡萄球菌数量下降99%以上.     

活动星系核伽玛辐射流量的计算（英文）

基于伽玛射线辐射的幂律谱规律,讨论了将观测的伽玛辐射积分光子流量转换成γ辐射总流量、E GeV处流量密度、平均流量密度、总光度、平均光度及E GeV处光度的计算方法,并给出了详细计算公式.用得到的公式计算了4个Fermi Blazars的γ辐射流量、光度等参量.如果在其他波段（如：射电、X射线）的辐射也是幂律的,则其流量和光度也可以用类似的方法计算.     

用Monte Carlo方法模拟HPGe单能光子能量响应函数

为了弥补用于HPGe探测器低能相对探测效率刻度、单能光子在HPGe探测系统上的能量全响应函数拟合实验数据不足的缺点,采用Monte Carlo方法模拟了一系列单能光子在该探测器上能量响应曲线。比较分析这些能量响应曲线,研究该探测器能量响应曲线随入射能量变化特征,并获得了能量响应曲线特征数据,为探测器低能区域相对探测效率刻度、单能光子在HPGe探测系统上的能量响应函数拟合,提供了可靠的研究数据。