高分辨率阻滞势分析仪设计与验证

为提高电推进羽流离子能量分布测量分辨率,设计研制了结构尺寸为Φ19 mm×24 mm的4栅型阻滞势分析仪(RPA)。设计关键参数为栅网网孔直径为0.3 mm,网孔心距为0.5 mm,电子排斥栅和离子阻滞势栅间距2 mm,能量分辨率为9.8%。RPA在LIPS-200离子电推进羽流区验证的结果表明:离子能量分布在955~1 047 eV,离子能量平均值为1 001.0 eV,ΔE_(FWHM)为36.1 eV,能量分辨率为3.6%。在LHT-40霍尔电推进羽流区验证结果表明:离子能量分布在220~279 eV,离子能量平均值为249.6 eV,ΔE_(FWHM)为23.4 eV,能量分辨率为9.4%。该RPA离子能量分辨率指标优于国内外同类产品,具有更小的测量不确定度。

一种具有高能量分辨率Al_(2)O_(3)钝化结区的PIN探测器

提出了一种Al_(2)O_(3)钝化结区的PIN探测器,与传统PIN探测器不同的是,在器件正面的pn结和背面的高低结处沉积了10 nm厚的Al_(2)O_(3)薄膜。经TCAD仿真结果表明,该探测器具有更低的漏电流和保护环处的电子电流密度,能对高能粒子射线入射产生良好的响应。设计了两种探测器的制备步骤并制备了器件,通过薄膜少子寿命的表征、器件的暗态I-V测试和^(241)Am元素能谱测试对其进行了评估。测试结果表明,与传统的PIN探测器相比,Al_(2)O_(3)钝化结区的PIN探测器的少子寿命提升至1 061μs,漏电流降低至5 nA,能量分辨率提升至521 eV,表现出更好的探测性能。

采用多丝正比室读出的屏栅电离室能量分辨研究

搭建了一个基于多丝正比室读出的屏栅电离室探测器,使其保留屏栅电离室屏蔽特性的同时具备雪崩放大功能,通过在探测器内部对原初电离信号进行预放大,以提高信噪比,改善探测器的能量分辨率。利用241Am源详细测试了探测器在不同气压、沉积能量、阳极丝径时能量分辨率及增益随阳极电压的变化关系。探测器最佳能量分辨对应的工作电压与入射粒子在漂移区中沉积的能量有关,能量沉积越小,对应的最佳工作电压越高,探测器的增益越大。对于5.486 MeV的241Am α粒子源的能量分辨率可达1.45%。

塑料闪烁光纤在γ光子下的康普顿能谱能量分辨率模拟分析

利用Geant4软件模拟了塑料闪烁光纤在中能γ光子(0.8–6 MeV)入射情况下的康普顿能谱,讨论了能量分辨率与半径的变化关系,分析了γ光子在闪烁光纤间串扰对能量分辨率的影响。结果表明,选择合适的光纤半径,能得到较好的康普顿能谱效应,半径为15–35 mm时,最佳的能量分辨率可达8.7%。

基于4H-SiC的高能量分辨率α粒子探测器

为突破传统半导体核探测器耐高温与抗辐照性能不足的瓶颈,采用4H-SiC宽禁带半导体材料研制了4H-SiC探测器,并研究其构成的探测系统对α粒子的能量分辨率和能量线性度。所研制4H-SiC探测器漏电流低,当外加反向偏压为200V时,其漏电流仅14.92nA/cm2。采用具有5种主要能量α粒子的226 Ra源研究其构成的探测系统对α粒子的能量分辨率,获得4H-SiC探测系统对4.8~7.7 MeV能量范围内α粒子的能量分辨率为0.61%~0.90%,与国际上报道的高分辨4H-SiC探测系统能量分辨率一致。同时,实验结果表明：4H-SiC探测系统对该能量范围内α粒子的能量线性度十分优异,线性相关系数为0.999 99。

碘化汞半导体探测器的能量分辨率

介绍了ＨｇＩ２晶体的生长方法及探测器制备技术；讨论了ＨｇＩ２半导体探测器的能量分辨率，测得ＨｇＩ２探测器在室温下对５５Ｆｅ５．９ｋｅＶ和２４１Ａｍ５９．５ｋｅＶ射线的能量分辨率（ＦＷＨＭ）分别为１．３ｋｅＶ和３．４ｋｅＶ。

微通道板型光电倍增管分压比与能量分辨率关系研究

为了提升微通道板型光电倍增管(MCP-PMT)能量分辨率,研究不同分压比对能量分辨率的影响,通过分析光电子从入射到倍增的过程,研究影响MCP-PMT能量分辨率的因素。通过调节光电倍增管(PMT)聚焦极电压、两片通道板分压以及通道板间隙电压解决了增益动态范围小、能量分辨率差的问题。实验结果表明,减小聚焦极电压可提高分辨率但收集效率会降低,提高MCP2电压后分辨率略有降低同时动态范围大幅提高,通道板间加反向电压可显著提升能量分辨率。根据实验结果,设计了一种MCP1与MCP2分压比1:1.6、通道板间隙加-35 V反向电压的分压器,将其应用于50只样管,并对样管进行测试,其平均能量分辨率从44减小到33,有效地改善了微通道板型光电倍增管的能量分辨率。

球载大面积Phoswich能量分辨率研究

对混合型球载硬Ｘ射线天文望远镜（ＨＡＰＩ－４）的ＰｈｏｓｗｉｃｈＮａＩ（Ｔｌ）／ＣｓＩ（Ｎａ）探测器的能量分辨率进行了研究。实测表明，光电倍增管光阴极面响应的非均匀性与入射光谱有关，用蓝色滤光片所测非均匀性小于２０％。采用对晶体窗玻璃进行罩膜处理，改变荧光收集条件，以牺牲幅度换取均匀性对能量分辨率的改善效果是十分明显的，可将Ｐｈｏｓｗｉｃｈ探测器能量分辨率从４５％（６０ｋｅＶ）提高到２４％。此外，对几种光学耦合材料也进行了测量比较。

低本底反康普顿HPGeγ谱仪能量分辨率影响因素分析

简述了低本底反康普顿HPGe(高纯锗)γ谱仪系统构成与工作原理,主要分析了影响系统能量分辨率技术指标的诸因素,提出了系统最佳配置原则,为购置、安装及调试系统提供了决策依据。

CsI(Tl)晶体发光均匀性对能量线性和分辨率的影响及修正方法的研究

本文研究了CsI(TL)晶体发光输出不均匀性对能量分辨率以及能量线性的影响,并在假设晶体均匀性已知情况下探讨了修正能量分辨率和线性的可行性。

用上升沿甄别技术修正碲锌镉探测器的能量分辨率

本文对碲锌镉探测器的2种载流子输运过程进行了理论推导和数值模拟,设计了使用双阈值方法进行上升前沿甄别的实验方案,实现了修正探测器能量分辨率的目的。通过实验验证了碲锌镉探测器的信号特性,利用简单的实验室插件电子学配置,可将137 Cs的662 keVγ射线全能峰的相对分辨率从2.2%改善为1.4%。

CsI(Tl)闪烁体探测器能量分辨率的研究

为提高高年级学生的实验动手能力和创新能力,激发他们对实验的兴趣和热情,我们开设了研究型的教学实验:Cs I(Tl)闪烁体探测器能量分辨率的研究.该实验需要学生自己包装制作Cs I(Tl)探头,自己动手搭建测试平台并测量Cs I(Tl)探头的能量分辨率.整个实验最大限度地发挥了学生对实验的参与度及动手实验的机会.经过2013—2015年3年的教学实践表明,该实验是一个适合高年级本科生的研究型实验.

用弹性电子测量能谱仪能量分辨率和电子倍增器的工作曲线

重点介绍了利用弹性二次电子方便快捷地测量多功能电子能谱的能量分辨率和通道倍增器的工作曲线。并与常规方法进行了比较 ,结果一致。测量发现当电子束流增大到一定程度时 ,测出的弹性电子峰严重畸变 ,电子倍增器工作在饱和状态。

BH1324C型单路α谱仪系统能量分辨率影响因素分析

α谱仪系统的能量分辨率是描述探测系统性能的重要指标,也是决定能谱质量的主要因素。根据BH1324C型单路α谱仪系统的结构组成和工作原理,研究了不同的探测器工作偏压、不同的探测距离和不同大气气压条件下对系统能量分辨率的影响,并进行了双因素方差分析。结果表明,系统在工作偏压为80V、探测距离为1.25cm、气压为15Pa条件下,对5.486MeV的α射线能够获得展宽FWHM为5.7keV的能谱。

BGO阵列式探测器晶体开槽工艺及表面处理对能量分辨率影响的研究

介绍了用于正电子发射断层扫描仪（PET）的阵列式探测器中的BGO晶体开槽工艺和表面处理对探测器能量分辨率影响的研究，并给出了有关的实验结果。

多丝正比室的不对称结构和能量分辨率

多丝正比室对能谱的测量中发现，２４１Ａｍ的５９．６ｋｅＶ谱线能峰呈双峰结构，电场分布计算，电子漂移过程分析及气体放大倍数的计算表明，丝室结构的非圆对称将导致：１）电子漂移到阳极丝的过程中扫过的电位差统计分布的展宽甚至出现双峰结构；２）气体放大倍数与电子到达方向有关，丝室电场分布的计算中采用了解析解和数值解相结合的方法。

β-γ符合系统β探测器能量和能量分辨率刻度

β-γ符合测量技术是一种高灵敏度氙同位素活度测量方法,β探测器能量和能量分辨率刻度是β-γ符合法准确测量氙同位素活度的关键。针对缺少能覆盖氙同位素β射线能区发射单能电子的气体核素问题,利用^(137)Cs康普顿电子对β-γ符合系统β探测器能量和能量分辨率进行刻度,并通过^(131m)Xe 129.4 keV内转换电子验证了刻度的准确性。根据刻度结果及氙同位素β-γ符合关系,实现了氙同位素β射线能窗准确划分,为氙同位素活度准确测量奠定了基础。

CsI(Tl)晶体发光不均匀性对能量线性和分辨率的影响

本文通过对3×3和5×5的CsI(Tl)晶体阵列进行蒙托卡罗模拟,得出了CsI(Tl)晶体发光不均匀性对能量线性和能量分辨率的影响.

软X射线光束线能量分辨率测量中气体压强对谱线的影响研究

同步辐射软X射线光束线通常利用气体电离室来标定单色仪的能量及测量能量分辨率,通过分析拟合所得谱线的半高宽,可以对光束线的能量分辨能力进行定量评估。然而,传统的分析方法往往忽略了谱线中气体碰撞展宽的影响,从而导致所得能量分辨率略低于真实值。通过讨论气压对测量所得的谱线宽度的影响,提出了一种考虑气压修正的能量分辨率计算方法,该方法经实验验证是有效可靠的。

TMSR白光中子源能量分辨率函数的模拟研究

白光中子源及飞行时间谱仪的能量分辨率函数描述了谱仪装置测量中子能量的分辨率与所测中子的能量之间的函数关系。能量分辨率函数用于中子共振截面测量实验数据分析,对确定共振峰参数至关重要。本工作利用Geant4蒙特卡罗工具包构建了TMSR白光中子源的中子产生靶系统模型,模拟了中子在靶系统内由产生到溢出靶系统的整个物理过程,获得了不同能群中子从产生到溢出的时间分布。基于RPI能量分辨率函数形式,对时间分布进行拟合分析,获得了一套合适的参数,用于确定TMSR白光中子源飞行时间谱仪的中子能量分辨率函数。