基于平板扫描仪的氡测量方法研究

CR-39固体径迹探测器因其材料的稳定性、良好的实用性等特点被广泛应用于氡的测量领域。针对现有的商用固体径迹探测器自动测读系统价格昂贵、维护成本及环境要求高的问题,本研究利用平板扫描仪设备,开展固体径迹形态学研究,通过建立基于径迹形态学参数的氡径迹识别法则,实现氡的高效、低成本测量。测量结果表明氡暴露量在500 kBq·h/m^(3)以下时,径迹密度-暴露量曲线呈现良好的线性关系。研究表明,基于平板扫描仪的氡测量方法有望实现氡的高效测量且该测读方法兼顾高效、低成本、环境适应性强的特点。

TPC气体探测器研究

开展时间投影室(TPC)气体探测器的研制工作:1)设计了探测器漂移区场笼结构,通过设计与优化印刷电路板等梯度势电极的精确位置构建,获得了均匀的电场分布;2)探测器雪崩放大区通过构建3层细丝电极实现;3)探讨了多层多根细丝电极的电场分布计算、电极焊接安装工艺、电极细丝张力维持、探测器不同工作状态转换等工艺技术;4)采用DPC电阻阵列法对探测器的信号读出部分进行简化,实现20路×20路接收电极输出简化为4路输出,并进行了位置刻度试验;5)利用研制的探测器开展了宇宙射线入射信号的测量,获得了真实有效的输出波形,测量波形结果与模拟结果基本一致,并取得了电离事件的有效二维位置分布.本工作可为类似TPC探测器的研制及试验提供经验积累和技术借鉴.

基于卷积神经网络的μ子散射成像材料识别方法研究

本文采用卷积神经网络的机器学习方法进行了μ子成像的材料识别,通过迭代训练数据获得最优模型并测试样品在不同测量时间下的识别准确度。在中国原子能科学研究院的μ子散射成像装置上开展了不同材料的测试实验,根据实验测量数据进行径迹重建并计算μ子的入射和散射角,构建基于卷积神经网络结构的材料识别模型进行特征提取,实现对材料的分类识别,并进一步引入残差和特征矩阵提高了材料的识别准确度。实验结果表明,对于10 cm×10 cm×10 cm的钨块,材料识别准确度在测量5 min时达到99.1%,在测量10 min时达到100.0%。这种基于卷积神经网络的方法为μ子散射成像材料识别提供了一种新途径。

热敏智能径迹膜

以N-异丙基丙烯酰胺热敏功能材料为单体，核径迹微孔膜为基材，利用过氧化预辐照接枝技术，研制能控制开关、调节微粒筛分的热敏智能径迹膜。亚微米级接技敏感径迹孔只需极薄的热敏层，溶胀与收缩速度迅速，使对温度开关响应更为灵敏。

多丝室在北京试验束中的应用

介绍了北京正负电子对撞机直线加速器附设e,π试验束多丝室的结构及工作机理。该室间隙6 mm,窗口面积80 mm×80 mm,位置灵敏面积50 mm×50 mm;阳极丝和阴极丝分别采用直径为20μm和50μm镀金钨丝,阳极丝距2 mm,阴极丝距0.7 mm,每6根阴极丝并联构成阴极条,阴极条间距4.2 mm。采用阴极条感应重心读出分辨位置,对5.9 keV的γ光子,获得优于0.3 mm(FWHM)的位置分辨;对1.1 GeV电子束流,获得0.224 mm(FWHM)的位置分辨。

CR-39固体核径迹探测器蚀刻技术新进展

固体核径迹探测器在辐射研究和放射防护剂量学方面有着非常广泛的应用前景,CR-39探测器作为其中必不可少的一员,近年来也广受科研工作者的偏爱。本文简要介绍和对比了几种常用的中子固体核径迹探测器,并着重介绍了CR-39探测器及其蚀刻方法,同时总结了影响CR-39中子探测器蚀刻速率的基本因素,阐述了CR-39探测器蚀刻技术的重要性并展望了其在其它领域的应用。

MRPC物理机制研究

主要研究了MRPC单层气隙工作的物理机制。MRPC工作的物理过程可分为初始电离和电子雪崩两个基本点阶段,依据气体导电理论和相关专业软件,可模拟计算出MRPC单层气隙中的感应电流、本征探测效率与时间分辨率等物理参数。将计算结果与实验结果相比,表明在MRPC中,空间电荷效应明显,电子雪崩甚至达到饱和。

两种位置灵敏平行板雪崩探测器

为兰州重离子加速器放射性次级束流线 (RIBLL)设计研制了两种结构双维位置灵敏低压气体平行板雪崩探测器 (PPAC)。用 3组分α粒子辐照 ,传统结构的PPAC ,对于 70 0Pa异丁烷和C3F8工作气体 ,分别得到 0 76mm(FWHM )和 0 64mm(FWHM)的位置分辨 ,探测效率为 99 1 %。新的多级位置灵敏平行板雪崩探测器 (MPPAC) ,对 65 0Pa异丁烷工作气体 ,测得 0 5 8mm (FWHM )的位置分辨、99 2 %探测效率和色散远好于± 0 2mm的位置线性。MPPAC增益较传统PPAC高 ,C3F8较异丁烷阻止本领强 ,适合探测较轻粒子。

固体气泡损伤探测器探测高能重离子的研究

用高能重离子Ar和C进行的实验表明：（1）高能重离子可以在固体气泡损伤探测器中产生径迹，重离子径迹呈直线形，由一连串微小气泡组成；（2）固体气泡损伤探测器探测重离子具有阈特性，阈的实质近似为临界能量损失率（dE／dX）C，这一阈特性与蚀刻径迹探测器类似。固体气泡损伤探测器的阈值为（dE／dX）c=2220MeV／g·cm2，可用于重离子物理、宇宙射线和宇宙暗物质探测以及癌症治疗模拟等领域。

全自动固体核径速测量系统

本文介绍自行研制的一套全自动固体核径迹测量系统。主要介绍该系统硬件部分的组成、软件部分的组成，以及以氡径迹自动计数测量程序作为例子，说明程序各部分的功能；文中还介绍了该系统性能测试结果，将自动计数与人工计数结果作了比较，并对该系统在径迹测量的准确性、重复性和测量的速度等性能和特点进行了讨论。

^(220)Rn子体气溶胶粒径分布测量的方法研究

应用ELPI系统、α谱仪和能量甄别法测量程序,建立了1套220 Rn子体气溶胶活度粒径分布的测量方法;利用该方法收集了南华大学220 Rn实验室不同粒径的220 Rn子体气溶胶,并进行了220 Rn子体气溶胶活度粒径分布测量。实验结果表明:ThB气溶胶的活度中位粒径(AMAD)平均值为237nm,ThC气溶胶的AMAD平均值为245nm。该方法简便易行、测量周期短,能实时得到220 Rn子体气溶胶粒子数粒径分布的情况,能同时得到ThB和ThC气溶胶的活度粒径分布情况,且能谱法的测量精度也相对较高。

电荷灵敏放大器及QDC线性研究

北京正负电子对撞机试验束粒子描迹仪系统采用多丝正比室(MWPC)做探测器,粒子信号经电荷灵敏放大器放大,经电荷积分ADC数字化。本文讨论了电荷灵敏放大器的原理及系统的线性,给出了放大器线性度软件仿真结果、电荷积分ADC的性能测量结果及数据采集系统的线性测量结果。

轻粒子焦面探测器性能测量

利用ＨＩ－１３串列加速器，借测量２２ＭｅＶ质子在￣（１２）Ｃ的弹性散射质子及改变Ｑ３Ｄ磁谱仪的偶极磁场强度来研究轻粒子焦面探测器的位置ｘ，△Ｅ和Ｅ探测器的输出幅度，ＦＷＨＭ或分辨率，以及焦面探则器的效率同水平位置ｘ的关系。效率及Ｅ输出幅度同位置表现出非平直性。

基于改进爬山法的带电粒子圆径迹重建

基于改进爬山法提出了一种带电粒子圆径迹重建算法,该算法可方便应用于时间投影室中带电粒子的径迹重建。算法首先通过空间映射将圆径迹寻迹问题转换为参数空间上的聚类问题,然后使用改进爬山法寻找参数聚类中心,该中心在参数空间中的位置即为圆径迹参数拟合值。在充分考虑探测器的探测效率、位置分辨率和噪声水平的基础上,使用蒙特卡罗方法产生模拟径迹,研究了该算法在不同情况下对模拟径迹参数的拟合精度。结果显示,该算法在不同噪声水平下均能获得到较高的径迹参数拟合精度,具有良好的鲁棒性和抗噪声干扰能力。此外,本文还介绍了该算法在多条径迹重建中的应用。

MRPC宇宙线测试技术研究

采用宇宙线测试系统,同时测量两个空间位置对齐的多气隙电阻板室。采用两种不同的事例挑选方法对两个室的性能进行了分析。结果表明,当选取近乎垂直入射的事例时,MRPC的时间分辨、雪崩信号比例等各项性能均得到提高。还研究了pad间串扰对MRPC性能的影响。

EMU－01国际合作实验的计算机辅助核径迹图像分析

本文简述了我们参加ＥＭＵ－０１国际合作，在美国ＢＮＬＡＧＳ和西欧ＣＥＲＮＳＰＳ进行超高能重离子诱发核反应实验研究的情况，着重报告了我们近年来关于核径迹的计算机辅助图像分析的研究进展。

液态水中重离子径述结构及能量沉积分布的研究

介绍了重离子径述结构及能量沉积分布理论研究的进展情况，给出了重离子ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ计算模型以及电子径迹中的能量沉积几率分布和重离子径向剂量分布等计算结果。

位置灵敏微条气体室

本文介绍了位置灵敏气体探测器的最新发展,讨论了影响探测器性能的各种因素,然后把微条探测器与多丝室作了比较。

一个特殊运行方式的多丝正比室

本文报道了一个结构特殊的两维读出多丝正比室。它的定位精度好于0.3mm,在垂直于丝方向的定位精度好于0.2mm。

CR—39探测器的α粒子径迹研究

研究了以KOH作蚀刻液、恒温60℃蚀刻时CR-39探测器的α粒子径迹情况。实验表明,α能量越低则径迹显现时间越短;能量低至70keV时,CR-39就不能显出径迹。径迹直径随蚀刻时间延长而增大。能量1—4MeV时径迹随能量变化较快;超过4MeV时,这一变化逐渐减小。当α粒子的入射角大于40°时,实际角度和根据径迹参数而求得的角度非常一致;而小于此角时,两者相差较大。