不同环境因素对甲烷探测器报警动作值的影响

为研究不同类型的甲烷探测器在实际应用场景的表现,根据甲烷探测器类型特点选取市面上常见的半导体式、催化燃烧式、红外吸收式、激光式探测器,根据GB15322-2019开展标准化实验,得出在不同环境下探测器报警动作值的变化及其使用中的注意事项。激光式探测器长期稳定性和抗高浓度冲击能力优于其他类型探测器;红外吸收式探测器在实际使用中,应注意水蒸气的干扰;催化燃烧式探测器应注意高空跌落和高浓度冲击对传感器的影响;半导体式探测器易受高浓度冲击的影响,应注意定期检定校准。

γ全吸收型探测装置中子束流监视器的Geant4模拟

利用Geant4模拟了γ全吸收型探测装置中用于中子束流监视的锂玻璃探测器的相对探测效率,给出了锂玻璃探测器在10 keV^1 MeV区间的中子探测效率,并对影响探测效率的相关因素进行了分析,讨论了弹性散射引起的时间滞后对TOF(time-of-flight)测量的影响和不同厚度锂玻璃探测器的n-γ分辨效果。在未来使用锂玻璃探测器作为keV中子源监视器时,这项工作将为更好地理解相关中子飞行时间谱和能谱提供依据。

基于Gamma全吸收型BaF_2探测装置的数据获取系统

为精确测量keV能区的中子俘获反应截面,研制了一套基于Gamma全吸收型BaF_2探测装置的数据获取系统。数据获取系统工作在Linux环境下,应用FlashADC采集探测器的脉冲信号。程序控制、数据存储、在线监控与分析程序基于Root平台。通过测量60 Co和137 Cs源,得到了数据获取系统主要性能的测试结果,其满足GTAF装置精确测量中子俘获反应截面的要求。

基于γ全吸收型BaF_2探测装置的波形分析和定时方法研究

中国原子能科学研究院正在建造的γ全吸收型BaF2探测装置用于精确测量keV能区的中子俘获反应截面。本文应用FlashADC采集得到装置输出的脉冲信号,通过波形的面积积分获取60 Co和137 Cs源的能谱,并与传统电子学测量结果进行比较。结果表明,应用3种数字化波形分析方法(脉冲形状鉴别、基线补偿和时间窗限定)有效剔除了BaF2探测器自身固有的α粒子和电子学噪声的本底。采用多种定时方法研究了γ射线到达BaF2探测器的时刻,比较了时间分布谱的半高宽(FWHM),结果表明,恒比定时法和数字化恒比定时法更适用于在线实验。

真空场诱导的量子相干性对Λ-型三能级原子的探测光的吸收和散射的影响

用数值方法考察了在真空场诱导的相干性存在的条件下,探测路径和耦合路径上的非相干粒子数抽运对探测光的吸收和散射的影响.在耦合路径上的抽运抑制了探测光的透明.当耦合路径上的衰变率大于探测路径上的衰变率时,探测路径上的抽运导致了非逆转增益现象的产生.当真空场诱导的相干性存在时,增益图像被倒置了.当耦合路径上的衰变率等于探测路径上的衰变率时,仅当真空场诱导的相干性存在时才有增益现象.

基于白光中子源的γ全吸收型探测装置的性能测试

中国原子能科学研究院核数据重点实验室建成了国内首套γ全吸收型探测装置(GTAF)。基于HI-13串列加速器上的中子源,应用瞬发γ法测量^(197)Au样品,建立了(n,γ)反应截面在线测量方法。由于中子源注量率偏低,实验结果不确定度较大。2018年出束的中国散裂中子源反角白光中子源能够提供注量率为7.03×10^(6) s^(-1)·cm^(-2),能量为0.3 eV到几百兆电子伏的中子束,为核数据测量提供了较好的平台。通过重新加工支架和重新封装BaF_(2)探测器模块的方式,将GTAF搬迁至反角白光中子源的实验厅2,中子飞行距离为75.9 m。使用公用电子学系统和数据获取系统测试了GTAF的性能,包括单个BaF_(2)探测器模块的能量分辨率、探测装置整体的时间分辨率和对^(60)Co级联γ射线符合测量的探测效率。测试结果表明,GTAF的性能指标已满足在线实验要求,后续将利用飞行时间方法在反角白光中子源上开展(n,γ)反应截面测量工作。

γ全吸收型探测装置探测效率的实验与模拟

为精确测量keV能区中子俘获反应截面,中国原子能科学研究院核数据重点实验室基于中国散裂中子源反角白光中子源建成了国内首套γ全吸收型BaF_(2)探测装置。为获得重要的实验参数装置对γ射线的探测效率曲线,对单个BaF_(2)探测器模块能谱的测量数据与模拟结果进行比较。结果表明,测量^(137)Cs和^(60)Co源得到的实验结果与MCNP和GEANT4的模拟结果吻合较好,验证了模拟计算得到的探测效率曲线的可靠性,可用于中子俘获反应截面的在线测量。

宽带差分吸收光谱与区域毒气探测技术的研究

论述了气体的吸收光谱与区域有害气体光谱探测技术的基本原理,探讨了差分吸收光谱技术,提出了区域远程毒气快速探测的实现方法,介绍了宽光谱光束探测痕量气体入侵、多组光谱仪测试,利用差分吸收光谱法研究出毒气报警系统,并对仪器的发展趋势进行了展望。

饮水中铅痕量的光波导高灵敏探测

提出了一种基于双面金属包覆波导结构的高灵敏光学传感器,利用入射激光在小角度入射时所激发的超高阶导模为探针,并结合铅离子与苯肼硫碳酰偶氮苯的特异性显色机理,对饮水中铅离子痕量进行低浓度探测。理论与实验结果研究表明,该光学传感器的检测极限可达到1μg/L,该方法是一种需样少、耗时短、实时性好、稳定性高和价格低廉的在线检测新技术,预计可为我国环境保护和食品安全领域提供一种全新的重金属离子检测路线。

室温操作的高吸收率量子阱红外光电探测器

加拿大国家研究委员会的一个研究小组已研制成一种在室温操作时具有高吸收率的量子阱红外光电探测器。通过更重的掺杂并增加量子阱的数量,研究人员使标准量子阱红外光电探测器的结构得到了增强。

大体积氟化钡探测器的性能测试

中国原子能科学研究院正在研制建立的γ全吸收型探测装置(GTAF)由40个氟化钡(BaF2)探测器单元组成。对单个大体积氟化钡晶体探测器单元的主要相关性能,诸如单个探测器的组装、晶体封装条件和探测器能量分辨、时间分辨及其长期稳定性等进行测试。测试结果表明,40个氟化钡(BaF2)探测器单元的能量分辨和时间分辨符合基于γ全吸收型探测装置的中子辐射俘获核反应截面测量需求。

微生化芯片内光探测的研究

针对微生化芯片样品量少、需要与微流体芯片集成等要求 ,设计了两种在芯片内用分光光度法 ,对混合后液体的吸收光谱进行探测的方法。光探测部分是微型生化分析芯片的重要组成部分。原理性实验利用 4 6 0～ 80 0nm的可见光光源 ,采用了直接探测法和消逝波探测法对样品进行探测。通过两种方法的比较证明 :直接探测法具有原理简单、实验效果明显等优点。

线型可燃气体探测报警技术现状及发展趋势

针对传统点型可燃气体探测器的不足,从系统构成方式、探测技术原理、光学系统构成模式、优点等方面介绍一种采用可燃气体红外本征吸收原理、用于探测大面积开放空间的线型可燃气体探测器的技术现状,并分析展望线型可燃气体探测报警技术的发展趋势。

基于光波导技术的水中六价铬离子痕量检测

提出了一种基于对称金属包覆波导结构的光学传感器,利用该结构所激发的对导波层折射率虚部极其灵敏的超高阶导模为探针,结合二苯碳酰二肼与六价铬离子的特异性显色原理,对饮水中六价铬离子痕量进行探测.理论与实验结果表明,该分析方法的检测极限是1μg/L,达到了现行国际标准.该方法是一种需样少、耗时短、实时性好、稳定性高和价格低廉的在线检测方法.

基于HI-13串列加速器的中子俘获反应截面测量方法

利用BaF2晶体对γ射线探测效率高、时间分辨率好的特点,研制了国内首套由40个BaF2探测器单元组成的γ全吸收型探测装置,用于在线测量中子俘获反应截面。在HI-13串列加速器上建立250~850 keV的中子源,其0°角的源强约为5.09×10^(6) n/(Sr·s),使用γ全吸收型探测装置,通过瞬发γ射线法测量了^(93)Nb、^(197)Au、^(nat)C和空样品的实验数据。根据BaF2探测器信号的特征,采用了基线补偿、软件阈值设置、时间窗限定、脉冲幅度积分增长率设置和快慢成分比设置等多种数字化波形分析方法,剔除噪声信号以提高效应本底比。以^(197)Au样品数据为标准,^(nat)C样品数据为样品相关性本底,空样品数据为样品无关性本底,采用相对测量法得到了^(93)Nb的中子俘获反应截面实验数据。通过与ENDF评价库数据的比较,验证了测量装置和技术方法的可行性。

基于CSNS反角白光中子源的中子俘获反应截面测量技术研究

中子俘获反应截面数据在核天体物理研究、先进核能开发中具有非常重要的应用,由于缺乏合适的白光中子源和探测装置,国内在keV能区(1 eV-100 keV)中子俘获反应截面的实验数据几乎是空白.中国原子能科学研究院核数据重点实验室建造了国内第一台γ全吸收型探测装置,由40块BaF_(2)探测器单元组成厚度为15 cm,内半径为10 cm的BaF_(2)晶体球壳,共覆盖了95.2%的立体角.利用升级后的装置在中国散裂中子源的反角白光中子源上建立了中子俘获反应截面在线测量技术.在不规则的φ30 mm中子束斑的实验条件下,完成首次197Au中子俘获反应截面的在线测量,利用加和能谱和多重数分布扣除本底,反演飞行时间谱得到keV能区197Au中子俘获反应截面的实验数据.通过与ENDF评价数据库相关数据的比较,共振峰位置能够很好地吻合,从而验证了测量装置和测量技术的可靠性,为下一步高精度截面数据的获取奠定基础.

935nm差分吸收激光雷达系统及对流边界层水汽廓线探测

研制了一套935nm水汽探测差分吸收激光雷达(DIAL)系统。种子注入的环形腔光参量振荡器,在窄线宽脉冲激光的抽运下,通过Ramp-Hold-Fire方法锁定光参量振荡器谐振腔,产生脉冲能量为45mJ、波长为935nm、重复频率为10Hz、脉冲持续时间为6ns的窄线宽、波长稳定的脉冲激光。接收望远镜直径为305 mm,使用雪崩光电二极管作为探测器,以935.776nm作为探测光波长(λon)、935.860nm作为参考光波长(λoff)进行了地基垂直差分探测实验,获得了上海地区对流边界层水汽浓度廓线。数据时间分辨率为60s,距离分辨率为30 m,在高度600m至对流边界层顶的范围内,水汽浓度昼夜有效测量误差小于0.1g/m^3,将DIAL数据与附近气象观测站无线电探空仪数据进行对比,结果证实了DIAL数据的有效性。

波导与探测器吸收层垂直耦合结构中的光学耦合分析

利用几何光学理论分析了波导与探测器吸收层之间的光学传播情况，以硅基波导与ＧｅＳｉ／Ｓｉ多量子阱ＰＩＮ探测器吸收层为分析对象，说明光学耦合效率与两层介质的折射率分布及吸收层长度的关系。

Large Enhancement of Probe Amplification with Population Inversion in a Four-Level Atomic System with Vacuum-Induced Coherence

In this paper, we discuss and analyze theoretically probe absorption-amplification response in a four-level coherent atomic system with vacuum-induced coherence via changing the sign of the parameter f, with f denoting the ratio of a pair of dipole moments associated with a doublet of closely upper hyperfine sublevels. We find that the amplitude of the probe amplification for the case f = -1 can be about one order of magnitude larger than that achievable for the case f = 1. In addition, with respect to the case f = -1 the probe amplification can be maintained all the time with weak incoherent pumping for a wide range of the probe detuning.

克量粉末样品中低比活度放射性核素的γ能谱分析

报道了缺少小直径圆盘状体标准源条件下,快速简便地测定固体粉末样品中多种人工放射性核素比活度的γ能谱分析方法。取1g左右样品,装在特制的塑料盒中,形成Φ26mm×3mm的小圆盘状。由于样品的比活度较低,采用低源距(1cm,记为H1)测量。由于没有与样品圆盒相同形式的体标准源,利用直径26mm的60Co平面标准源在高源距(25cm,记为H25)测定若干放射性核素平面源的活度及峰效率,再测定H1的平面源峰效率。然后源距在H1基础上逐次增加1mm以测量平面源的峰效率,拟合峰效率随距离变化的函数,模拟得到厚度为3mm圆盘体标准源的峰效率。最终测定了样品比活度(包含自吸收校正)。与样品中两种核素的放化分析结果比对,测定结果偏差≤4%。