高纯锗探测器瞬态温度场特性的模拟研究

为确保探测器在低温环境下稳定运行,分析了高纯锗探测器的内部传热机理,基于COMSOL Multiphysics软件建立了探测器的三维计算模型,得到了制冷过程中三维瞬态温度分布规律以及不同探测器内部结构和材料选择对温度分布的影响,通过仿真数据与实验数据的一致性比较,验证了该模型及仿真方法的正确性。为进一步优化和改进液氮制冷和电制冷型高纯锗探测器的设计参数提供了理论支撑。

高纯锗能谱仪系统研制

介绍了高纯锗能谱仪系统的研制。项目突破了探测器级高纯锗单晶提纯、高纯锗探测器表面钝化保护、高计数率数字化多道分析器以及无源效率刻度等关键技术,研制出高纯锗能谱仪系统样机。开展了高纯锗能谱仪在核燃料包壳破损在线监测、中高放射性废物桶核素源项无损检测和材料点缺陷特性分析示范应用研究。性能测试表明:85%探测效率的能谱仪的能量分辨率为1.98keV(1.33 MeV伽马射线),峰康比好于61。

同轴型HpGe探测器离子注入工艺仿真

为了进--步优化同轴型高纯锗探测器离子注入工艺参数,利用Silvaco半导体仿真软件和SRIM离子注入仿真软件对离子注入过程进行模拟,研究不同注入角度、能量、剂量对注入的均匀性、深度、杂质浓度分布及损伤的影响,并根据模拟结果选择合适的工艺参数,为HpGe探测器的制备提供一定的指导。此外,研究了离子注入后退火的温度及时间对晶格损伤恢复和杂质激活的影响情况。

CIAE核探测器技术的发展

核探测器技术是我国核科学技术发展的核心支撑学科。中国原子能科学研究院(CIAE)先后为我国核科学技术的发展提供了各类型探测器67种以上,提供核电子仪器和装置多达七、八十种,计几千台件,为我国核科学发展做出了重要贡献。“十一五”以来,CIAE开展了硅平面工艺半导体探测器、化合物半导体探测器、高纯锗探测器、核四极共振探测器、高温裂变电离室探测器等研究,突破了多项关键技术,研发了多种先进核探测器/装置,为我国核技术应用、国家安全及国民经济的发展作出重要贡献。

全自动高纯锗能谱仪系统的开发

随着核能开发、核技术应用、核科学研究迅速发展和核安全保障工作的不断加强,我国对核检测仪器的需求越来越大、要求越来越高。高纯错能谱仪是目前用于核素分析、反应堆监测、环境监测、核技术应用、核安全和食品安全等领域尤为先进的能谱仪。由于高纯错单晶及探测器等生产工艺特别困难,我国高纯错谱仪完全被外国公司垄断。