基于中子位置灵敏探测器对点源的三维定位方法研究

使用中子法对密封容器内的放射源进行定位具有重要的现实意义。本研究使用4根矩形分布的中子位置灵敏探测器对探测空间内AmLi源进行定位,首先使用蒙特卡罗方法设计了探测器的慢化屏蔽体;然后设计了延迟电路加到探测器的一端,根据探测器两端探测到中子信号的时间差来确定源y轴(探测器轴向)的位置坐标,并对每个探测器的轴向位置函数进行了刻度;利用探测器围绕密封容器搭建测量空间,使用相邻探测器探测到中子计数率的比值来确定x轴和z轴(另两个方向)的位置坐标并进行了函数刻度。测量时,首先选择计数率最大的探测器来确定源的轴向坐标,再根据与此探测器相邻两根探测器计数率的比值来确定源的另两个方向的坐标,实现了对源的定位。使用该方法测量了点源在探测器空间内的5个不同位置,每个坐标轴上的定位偏差均在1.5 cm之内,并对造成偏差的原因进行了分析。该方法验证了使用中子位置灵敏探测器对放射源进行定位的可行性,并为进一步测量核设施工艺设备内核材料的位置打下了良好的基础。

编码孔径辐射成像定位技术

随着核物理技术的广泛应用及其辐射防护对放射源的成像需求在不断增加。编码孔径成像定位系统作为一种高精度的放射源成像及定位装置,可以准确定位放射源的位置并重建放射源的大致形状,本文探究编码孔径成像定位中的多种重建算法对具有连续能谱的放射源位置及形状重建效果对比,从而确定不同重建算法的优缺点及其适用的场景。利用Geant4软件对编码孔径成像定位系统进行模拟,得到相关数据再使用δ解码算法、精细采样平衡解码算法、卷积神经网络算法、最大似然最大期望值法(MLEM)进行编程实现并重建放射源的位置。结果表明:4种重建算法都可以清晰地定位到放射源的位置;δ解码算法和精细采样平衡解码算法重建图像有伪影;卷积神经网络算法对于线源、面源重建效果较差,可以通过扩展训练集解决;MLEM算法的对比度-噪声比(CNR)值较高,重建效果较好,但是对线源和面源重建会丢失部分细节信息。

基于时间差法的位置灵敏3He正比计数管位置分辨性能研究

中子定位技术可用于乏燃料后处理流程监测,以避免发生核临界安全事故。利用蒙特卡罗(Monte Carlo,MC)算法模拟了不同中子发射方式、^(3)He气压、管径、慢化体厚度等对位置灵敏^(3)He正比计数管位置分辨能力和探测效率的影响。对于管径为2.54 cm、灵敏区长80 cm、^(3)He气压为405300 Pa的位置灵敏^(3)He正比计数管,MC模拟结果表明:轴向各处位置分辨能力相同,对热中子点源的位置分辨极限为0.17 cm;慢化体厚5 cm且^(244)Cm源紧贴慢化体外壁时中子探测效率为3.0%,位置分辨为9.25 cm。用时间差法测试了^(244)Cm源在灵敏区不同位置、源管距、慢化体厚度等情况下此位置灵敏^(3)He正比计数管对^(244)Cm源的位置分辨能力与探测效率,测试结果表明:实验装置的理论位置分辨极限可达2.64 cm,当慢化体厚5 cm且^(244)Cm源紧贴慢化体外壁时位置分辨为18.50 cm,为理论值的一半。

基于瞬发γ中子活化分析技术的日遗化武鉴别方法研究

日本战败后遗弃在我国境内的数百万枚化学弹亟待销毁处理,而对弹型的准确鉴别是处置和销毁的前提。基于瞬发γ射线中子活化分析(PGNAA)技术,对现有手段难以区分的黄弹、青白弹以及燃烧弹开展鉴别研究,利用Geant4软件分别计算了采用^(252)Cf源、D-D和D-T中子发生器作中子源,聚乙烯或铅材质作反射体的情况下,上述3种弹型的中子诱发特征γ谱,并进行了实验验证。谱分析结果表明,对于燃烧弹中的特征元素P和S,主要检测特征γ射线能量分别为1266 keV和2230 keV,Cl元素的882/1763 keV特征峰与1951/1959 keV特征峰的计数之比可作为鉴别黄弹和青白弹的重要依据。从中子源的选型、反射体的选择、特征元素库的建立以及判别方法等方面,为基于PGNAA技术鉴别日遗化武提供了重要的参考依据。

一种高性能双维位置灵敏平行板雪崩探测器

本文描述了为兰州放射性离子束流线(RIBLL)研制的一种高性能平行板雪崩计数器(PPAC)。它由中心阳极和X、Y位置阴极构成,阳极—阴极间距3mm。阳极为1.5 mm 厚Mylar膜,双面镀金。阴极为f25mm 镀金钨丝,丝距1mm,位置读出采用电荷分除法。工作气体异丁烷。当工作气压为700 Pa,阳极电压为500 V时,对3组分a粒子位置分辨 0.76 mm(FWHM),探测效率约99.1%。

延迟线阳极微通道板两维成像探测器

介绍了延迟线两维位置灵敏探测器的原理、结构,制作了有效面积直径达70mm的微通道板延迟线探测器,并利用辐射源对研制的探测器位置分辨、线性响应等性能进行了测试,得到的最好位置分辨为0.1mm,讨论了进一步优化探测器性能的方法。

四边形电极结构二维PSD非线性及失真分析

对单面分流四边形电极结构二维位置敏感探测器 (PSD)的场分布及输出电流进行了理论分析与计算 ,并按照该结构的位置公式计算得到了与实际结果基本一致的非线性和失真网格图 ,从而证实 :该结构PSD的非线性及失真主要来源于位置公式本身 ,改善这种结构PSD的非线性及失真的切实有效措施是寻找与理论计算结果尽可能一致又相对容易实现运算的位置公式。

位置敏感探测器测量准确度的研究

为了研究噪声光对位置敏感探测器测量准确度的影响,首先对3种噪声光进行了描述,然后运用方差分析法建立了位置敏感探测器测量准确度的数学模型,并对系统的误差进行了分析。结果表明,实验数据和计算数据是一致的,此实验结果证明了该数学模型的正确性。

一维电阻阳极位置灵敏探测器的研制

叙述了一维电阻阳极位置灵敏探测器的原理、构成以及相应的电子学获取系统，测量了探测器的各种特性和参数。

ΔE-E望远镜在~9C碎裂反应上的应用

为研究9 C的晕核结构,一套ΔE-E望远镜探测器应用在兰州放射性次级束流线(RIBLL)上进行的9 C碎裂反应实验中,用来测量反应中产生的碎片。为解决ΔE-E望远镜中硅条的干扰问题及硅条和CsI的能量刻度,利用硅条的感应信号对重离子在硅条上产生的饱和信号进行能量刻度,并通过模拟程序与事例得到的刻度点对CsI(Tl)晶体进行能量刻度。同时使用在硅条和CsI(Tl)晶体上的位置信息对反应物径迹进行重建,从而得到同一离子在硅条与CsI(Tl)晶体上信号的符合,并得到了最终的有效物理事件。

一维位置灵敏电阻阳极低能重离子探测器

本文讨论了微通道板电阻阳极低能重离子探测器的原理，给出了已研制成功的位敏电阻阳极离子探测器的结构和信号分析电子学线路。用￣（２３８）Ｐｕα放射源测量了位敏探测器在有效面积范围内的位置信号、位置线性和位置分辨。位置分辨好于０．３ｍｍ，已满足了离子原子碰撞的实验要求。

北京谱仪Ⅲ主漂移室快速径迹重建系统

阐述了北京谱仪Ⅲ(BESⅢ)主漂移室快速径迹重建系统的基本原理和程序结构。通过对蒙特卡罗(MC)产生的一些典型的单事例、bhabha事例和双muon事例数据的运行结果的分析,初步证明了程序的可靠性。

单球多计数器的中子能量响应计算

根据球体内随深度变化时中子的慢化程度有所差异,按两两垂直的方法把三个位置灵敏正比计数器安装在一个慢化球体内。用MCNP4A程序计算了6种慢化球体和6种照射方向的能量响应,同时对球半径方向两种分区方法的计算结果进行分析和比较。

基于FlexPDE的二维PSD数值分析

描述位置敏感探测器(PSD)的Lucovsky方程在一定简化条件下可求得解析解。提出了利用有限元分析软件FlexPDE对非简化Lucovsky方程进行二维区域数值求解的方法,并对四边型PSD进行了分析,结果表明该方法能够准确地分析二维PSD的光电特性,比解析法有更强的适应性。

一种用于μ子成像检测技术的探测器校正方法

宇宙射线μ子成像检测技术具有穿透力强、对高Z材料敏感等特点,特别适合检测特殊核材料,是监控核材料走私的有效方式之一。数据校正问题是实现μ子成像检测技术的关键难点之一,由于环境本底,周围噪声,探测器的误差等外界因素的影响使得原始数据不能直接使用,如果不做任何校正就将原始数据认为是可用数据进行重建成像,将会出现严重的伪像。根据μ子成像检测系统的特点,本文针对探测器偏移带来的误差提出了一种校正方法。数值实验结果表明该方法能够有效地对探测器发生的偏移进行准确的校正,这有助于推动宇宙射线μ子成像检测技术早日投入实际应用。

基于微通道板的多击响应位置灵敏探测器

与传统的四角延迟线阳极相比,三层延迟线阳极,即六角延迟线阳极具有很好的多击信号读出本领。它与微通道板结合,能够探测很短时间间隔内到达的多个粒子的时间和位置信息。文章介绍了基于微通道板的六角阳极探测器的结构及多击响应原理,报道了利用Puα源对该探测器及中心带孔的六角阳极探测器的测试结果,探测器位置分辨好于0.2毫米。

双维位置灵敏探测器性能测试

对用于放射性次级束测量的大面积双维位置灵敏探测器 (PSD)的性能进行了测试。通过选择实验中电子线路的脉冲成形时间 ,并改进数据处理方法 ,即主放大器的成形时间常数要大于6 μs,而位置路的时间常数约为 0 .5— 1μs ,且在位置公式中使用能量信号作为分母 ,测试得到了较好的位置分辨和能量分辨及线性。结果表明 。

电子能量损失符合谱仪的一维位置灵敏探测器的读出系统

介绍了用于电子能量损失符合谱仪的一维位置灵敏探测器的读出系统。一维位置灵敏探测器可以大大提高谱仪的探测效率。其读出系统包括电荷灵敏前置放大器、主放大器、位置信号采集板和接口电路。使用自己设计的信号源对系统进行了测试 。

高位置分辨平行板雪崩室的研制

描述了灵敏面积为 10 0 mm× 10 0 mm和 150 mm× 150 mm两维位置灵敏雪崩室。采用分块结构 ,电极从两端分前后点引出 ,增加了延迟线的长度 ,延迟线跨边连接和在大气中直接封真空技术。在流动的 4 2 0 Pa的正庚烷气体中 ,用2 52 Cf裂变源对探测器的性能进行了测试 ,得到Δx=Δy=1mm的位置分辨。

轻粒子焦面探测器系统基本特性在束检验

利用中国原子能科学研究院的ＨＩ－１３串列加速器提供的质子和α束流轰击（１９７）Ａｕ、（１２）Ｃ、（５６）Ｆｅ、Ｃ３Ｈ６Ｎ６等靶核的反应产物对配合Ｑ３Ｄ磁谱仪使用的轻粒子焦面探测器系统基本特性进行了在束检验。测量的平均本征位置分辨为１．３６±０．０７ｍｍ；积分非线性度好于７．５×１０（－３）。由ΔＥ－Ｅ组成的粒子鉴别望远镜可明显区分不同类型的轻粒子群。