液体闪烁探测器氘氚中子灵敏度标定

本文通过脉冲中子管测量了液体闪烁探测器的ＤＴ中子灵敏度。实验结果表明：在“神光”装置几何条件下，液体闪烁探测器的ＤＴ中子灵敏度为２５０±３０中子／脉冲。

液体闪烁探测技术乳化剂筛选初报

利用评价^(14)C阳~3H液体闪烁探测的主要参数:本底、效率、随机符合率(RCM％)、相稳定牲及样品容纳量,在大量实验基础上,提出优值的修正公式F=(1/3.6)(E^2·n·X/B·RCM％),由此,评价了六种乳化剂在液体闪烁乳化测量中的特点,筛选出上海白描牌、徐州海鸥牌餐具洗净剂可作为液体闪烁乳化测量的乳化剂。

NE230液体闪烁探测器对^(24)Naγ射线的响应

建立了 NE2 30液体闪烁探测器γ射线谱仪 ,用该谱仪测量了 2 4 Na源的γ射线 ,并将测量结果与 NE2 13探测器的测量结果进行了比较。运用蒙特卡罗程序对实验所用探测器的γ射线进行了计算模拟 ,发现 NE2 30实验结果与计算结果相差比较大。对探测效率及测量谱形的差异进行了探讨。

球形液体闪烁探测器初步建立

为了测量介质内的n和γ能谱，建立了φ20mm的BC501球形液体闪烁探测器，必须对其中子响应的各向异性进行实验检验。利用探测器对不同方向入射的Am-Be中子进行测量，中子入射方向与探测器光电倍增管轴向成0°，25°，45°，60°，75°，90°，110°，130°和150°。测量过程中以球形液体的中心为轴进行转动并保持中子源的位置不变。测量的反冲质子谱按时间归一并进行能量分群，结果见图1，初步表明探测效率为各向同性。

EJ339A型液体闪烁探测系统光输出响应函数的理论模拟与实验研究

对液体闪烁探测器EJ339A中子与伽马辐射测量问题,采用理论模拟与实验分析方法,结合自主设计搭建的基于Lab VIEW的数字化信号处理系统,分别完成22Na、133Ba、137Cs和60Co等4种不同能量的γ源等效电子能量测量与刻度。在此基础上,利用中子飞行时间测量原理,在不同时间窗下将锎(252Cf)源近似分化成若干个单能中子源,获得1.9 7.8 Me V范围内中子在探测器中的光输出响应函数。结果表明,理论模拟与实验测量值在低能段比较吻合,而高能段存在约7.3%的误差。

一种液体闪烁体探测器的结构优化

本文详述了自主研发的一种新型液体闪烁体探测器。该探测器的灵敏体积由一个圆柱体和一个圆台拼接而成,因此使得最大直径为3 in的液体闪烁体可以通过圆台能够与1.5 in光电倍增管进行直接对接,无需额外光导。为了选取圆台的最佳倾斜角度,首先利用Geant4模拟软件对不同圆台倾斜角度的探测器光收集效率进行模拟,然后制作角度分别为30°、45°和60°的探测器进行最佳角度的实验验证。实验首先使用22Na和60Coγ源对探测器进行能量刻度并进行光收集效率对比,在误差范围内实验测得的光收集效率随角度的变化规律与模拟结果基本一致,即随着斜面角度的增大,光的收集效率逐渐增高,并且随着角度增大光收集效率的增加越来越快。然后使用252Cf中子源对其中子γ甄别性能进行测试,并基于电荷比较法计算出相同能量阈值下的FOM(Figure of Merit)值,计算结果表明,随着液闪探测器光收集效率的提升,其中子γ甄别性能也得到增强。

液体闪烁体探测器n/γ甄别方法的现状与发展

n/γ射线甄别是中子探测的一个关键技术。简要阐述了液体闪烁体探测器中利用脉冲形状甄别n/γ射线的基本原理,综述了传统的基于模拟技术的n/γ射线甄别方法和近年来出现的基于数字技术的n/γ射线甄别方法,同时探讨了各种方法的原理和特点,并指出n/γ射线甄别方法的发展趋势。

基于模糊c均值聚类的液体闪烁体探测器n-γ射线甄别方法

提出一种基于模糊c均值聚类的液体闪烁体探测器n-γ射线甄别方法。使用便携式实时n-γ射线甄别器在环境中采集中子和γ射线,分别运用模糊c均值聚类和脉冲梯度法进行n-γ射线甄别,并将二者的结果进行比较。实验结果表明,基于模糊c均值聚类的n-γ射线甄别方法取得了与脉冲梯度法相近的结果,同时降低了不确定度,提高了甄别性能。

液体闪烁体探测器中子解谱方法研究现状及发展

中子解谱是中子探测的一项关键技术。利用液体闪烁体探测器求解中子能谱本质上是核物理领域的一个反演问题。简要介绍了液体闪烁体探测器结构及工作过程,概述了基于该类探测器的中子能谱求解原理,重点对各种解谱方法进行了数学描述,对其求解过程进行了归纳总结,最后指出了中子能谱求解方法的发展趋势。

液体闪烁体探测器测量皮秒激光脉冲中子源能谱

在"星光Ⅲ"实验装置上开展皮秒激光脉冲中子源实验,使用液体闪烁体探测器测得较好的中子信号,利用飞行时间法获得中子的能量/时间分布,通过示波器电压时间积分与阻抗之比得到不同能量段的电荷值。建立液体闪烁体探测器Geant4计算模型,通过实际打靶情况与标定情况下液体闪烁体探测器出光口收集到的可见光光子数之比,结合标定的灵敏度数据,获得液体闪烁体探测器对不同能量中子的灵敏度。计算得到源发射的中子能谱,能量在1 MeV以上的液体闪烁体探测器方向测得的中子产额为1.04×108 sr-1。

液体闪烁体探测器γ射线测量研究

利用几种单能γ源对BC501A型液体闪烁体探测器进行能量刻度,以得到探测器对电子的光输出响应函数。介绍了用蒙特卡罗模拟法确定康普顿边缘所对应的电子能量的方法,得到的结果与用半高点确定康普顿边缘方法所得的结果做了比较。利用德国PTB开发的PHRESP蒙特卡罗程序计算出液体闪烁体探测器对各种单能γ射线的光响应矩阵,阐述了利用γ射线响应函数矩阵和γ射线的反冲电子谱求解待测γ能谱的原理,对解谱的误差来源也进行了简要的分析。

液体闪烁体探测器无监督n/γ甄别算法研究

利用液体闪烁体探测器对^(252)Cf、^(241)Am-Be和^(137)Cs进行探测。分析比较了主成分分析、核主成分分析和局部线性嵌入在数据处理中的降维效果。利用K-Means聚类算法、高斯混合模型和DBSCAN聚类算法对降维结果进行n/γ甄别。分析了FOM值在一些应用场景中的不足,并通过引用精度、召回率和F_(1)分数评估算法甄别效果。综合评估表明:核主成分分析与K-means组合的识别效果最好,在不同的中子γ混合数据集中识别中子和γ的精度、召回率和F_(1)分数均是最高,且精度、召回率和F_(1)分数能够精细化分析算法的甄别效果。

BC-501A液体闪烁体γ探测效率

BC-501A液体闪烁体对单能γ射线的响应函数是用MARTHA蒙-卡程序模拟计算的。BC-501A探测器与光电倍增管光阴极耦合的派勒克斯玻璃厚为5mm，容器壁厚(包括膨胀室)5mm，端面铝层厚1．5mm。容器内表面是喷涂MgO或Al2O3粉末做成的光反射层。在设计计算模型时，通常是用铝层来代替闪烁体周围的材料。圆柱铝容器壁厚5mm，

基于液闪EJ301研制的中子探测器的性能测试

随着核能和核技术的飞速发展,特种殊核材料的应用越来越广泛,为了提高核材料监测能力,基于液闪探测器的核材料无损检测技术得到了广泛的研究。基于液体闪烁体EJ301,自主设计研制了灵敏体积为直径7.62 cm、厚度5.08 cm的液体闪烁体探测器,并对该液体闪烁体探测器的中子/伽马(n/γ)甄别性能进行了测试。首先,使用22Na和60Co γ源对探测器进行能量刻度;然后,使用252Cf中子源对探测器的n/γ甄别性能进行测试,并基于电荷比较法计算出不同能量阈值下的FOM(Figure of Merit)值,并与Eljen公司的EJ301和Saint-Gobain的BC501A液体闪烁体探测器就n/γ甄别性能进行了比较;最后,使用飞行时间法对液体闪烁体探测器的绝对n/γ甄别性能进行了评价。测试结果表明:自主研发的液体闪烁体探测器的n/γ甄别性能略优于Eljen公司的EJ301和Saint-Gobain的BC501A液体闪烁体探测器;在能量阈值为150 keV时,利用飞行时间法作为n/γ甄别的绝对标准,测试得到自主研发的探测器在使用电荷比较法时的伽马误甄率别仅为万分之一。

液闪探测的时间分辨率研究

液闪探测系统设计中引入信号处理设计方法,经分析液闪探测信号,得出提高时间分辨率有利于提高探测效率的观点和实现方案,并获得了验证。据此,采用高速数字信号处理技术和器件,多道探测和复合探测效率也会相应提高。

基于DP310采集卡的数字化n-γ甄别

以DP310数据采集卡为基础,对液体闪烁探测器BC501A的输出信号进行了数字化n-γ甄别研究。分别采集了探测器阳极以及经放大器ORTEC460的信号,采用电荷比较法和上升时间法对探测器的n-γ甄别能力进行了研究。研究结果表明:采用上升时间甄别方法时,采样频率越高,甄别能力越强,当上升时间的选取区间为脉冲幅度的10%～80%时,其甄别能力最强;采用电荷比较法时,当快成分积分时间为25ns时,n-γ脉冲甄别能力最强,其M因子为1.56。

基于信号功率谱梯度分析的n-γ甄别方法研究

发现了液体闪烁体探测器在分别与中子和γ射线作用时输出脉冲的功率谱梯度存在较大差异这一特征,由此提出一种基于脉冲信号的频域特征参数来甄别中子和γ射线的方法———功率谱梯度分析(SGA)法。本文论述了SGA法的基本原理及其可行性,并通过伴随粒子中子飞行实验验证了SGA法n-γ甄别结果的正确性。研究了SGA法在采样率从5G/s逐步递减到250M/s下甄别性能的变化。结果表明,与基于时域特征的n-γ甄别方法相比,SGA法对噪声较不敏感,抗干扰能力强,甄别性能更为稳定且计算量小。

基于频率比较分析的中子/伽马实时甄别方法

目前有关中子/伽马甄别的方法在一些较极端的环境如空间粒子能谱测量中,由于测量时间长、环境复杂等原因,难以满足需要。本文研究一种基于频率比较分析的中子/伽马甄别方法,对该方法模拟电路的实现方式进行研究,并将其与频率梯度分析法进行了对比。结果表明,该方法拥有更好的甄别性能,既可通过数字电路实现粒子实时甄别,也可通过简单的带通滤波器实现实时甄别,有望应用于空间粒子测量以及探测系统小型化设计中。

A novel 4π Gd-loaded liquid scintillator detection system

With a Geant4 software package based on the Monte Carlo method, a multi-cell 4π detection system is designed, which consists of 40 Gadolinium-loaded liquid scintillation detectors. These detectors, associated with a fission chamber in its geometrical center, constitute a platform. This platform is mainly used for the measurement of a fissionable nucleus(n, 2n) reaction cross section. In order to properly determine the experimental set-up, we carry out a systematic numerical simulation using our model which is established by the Geant4 software package. This work provides rich and valuable reference data for experiments on the fissionable nucleus(n, 2n) cross section measurement in the future.

中子脉冲堆积信号处理方法研究

在强辐射环境下探测中子时,探测器输出的脉冲信号时常会出现堆积的现象,从而导致脉冲波形和中子能谱的失真。本文针对脉冲堆积问题,提出了一种数字化的脉冲堆积判别与校正方法,首先通过计算脉冲信号一阶微分中的下冲过零点个数来判别脉冲堆积,然后基于构建的4种标准堆积脉冲模型(n+n、γ+γ、n+γ、γ+n)还原构成堆积的原始脉冲。实验结果表明,该方法能准确地判别脉冲堆积事件,在堆积脉冲时间间隔小至20ns时仍能有效地还原原始脉冲,既提高了中子有效计数率又校正了畸变的中子能谱。