用γ放射源测量闪烁体衰减长度的研究

介绍一种利用γ放射源测量闪烁体的衰减长度的方法。这种方法测量速度快,准确性高。在与用宇宙线测量和GEANT4模拟进行比较中,其结果基本一致。这种方法适合闪烁体的批量检测。

线性烷基苯的光衰减长度测量及光吸收性能的改进

线性直链烷基苯(linear alkyl benzene,LAB)具有较高的光子产额和较长的光衰减长度,且环境友好,是大亚湾中微子物理实验理想的液体闪烁溶剂。为使工业化生产的LAB符合大亚湾中微子实验的使用标准,我们研制了改进型的光衰减长度测量系统,测量了一系列LAB样品的光衰减长度。实验结果表明,样品的杂质组分的差异是导致LAB光衰减长度优劣的主要原因。我们改进了生产工艺流程,减少LAB的杂质组分浓度,满足了实验要求。

基于硅光电倍增管对塑料闪烁光纤衰减长度及光产额的研究

作为外靶实验终端(ETF)飞行时间探测的关键探测器,起始时间探测器需满足承受高计数率、高时间分辨和位置分辨等需求。塑料闪烁光纤(PSF)作为起始时间探测器改进方案的一种考虑,其衰减长度、光产额等性能参数将直接影响探测器的实际性能。本工作基于硅光电倍增管(SiPM)和PSF搭建相应的测试平台,系统研究了SiPM SensL MicroFC-SMA-30035和PSF Kuraray SCSF-78J的实际性能。结果表明:所选型号的SiPM具有优秀的单光子分辨能力,在所选工作电压范围内具有高增益及良好的增益线性,且具有较好的线性响应;光子在光纤中的衰减由两种成分组成,芯层光的有效衰减长度为547.4 cm,包层光的有效衰减长度为15.5 cm,光纤有效光产额约为552光子/mm,实际光产额约为968光子/mm。测试结果表明,采用该PSF结合SiPM读出的方式满足新型起始时间探测器的要求。

CMOS相机液体闪烁体衰减长度自动测量装置的研制

江门中微子实验是测定中微子的质量顺序和精确测量中微子混合参数的实验,为此需要建造一个直径约34.5 m的球形液体闪烁体探测器。为了保证在闪烁体中产生的光子可以传输到球面上布置的光电倍增管而不被自身吸收,这就对液体闪烁体的衰减长度及其测量方法提出了很高的要求。本项目经过对算法、相机本底等方面的研究,实现了用CMOS相机取代光电倍增管测量衰减长度,并且重新搭建结构和编写程序。最终精简了整个系统,使调试更加方便,在保证测量准确度的前提下实现全自动测量,在节省时间和人力的同时,也减少了误差。

PMT光阴极均匀性对液闪衰减长度测量影响的研究

江门中微子实验是测定中微子的质量顺序和精确测量中微子混合参数的实验,中心探测器直径为35.4 m,探测器内液体闪烁体的衰减长度至少为20 m。在液闪研制过程中需实时监测衰减长度的变化,液闪衰减长度的精确的测量成为液闪研制的一个重要课题。本文研究了测量系统中PMT中心位置附近光阴极的均匀性,对比了不同均匀性的PMT在系统中时衰减长度测量结果,得出了PMT光阴极均匀性对测量系统的影响,为提高系统测量的稳定性和精度提供了依据。

基于LabVIEW软件的光衰减长度测量系统

介绍了一种基于LabVIEW软件的液体闪烁体光衰减长度测量控制系统。对整个系统的硬件设计和控制,以及软件控制流程和系统调试方法进行了阐述,且对其实际运行效果进行了分析。该系统实现了电动平移台的位置调节、LED组的开关控制、液位传感器的数据读取和电磁阀的开关控制等功能。实验的各类数据在软件界面上可以实时显示,方便实验人员的控制和维护。

一种水衰减长度测量装置的机械结构设计

针对在水面以上测量水衰减长度的不准确性和实时性不好的缺点,设计了一种在水中测量水衰减长度的测量装置。首先,由于测量装置在水中使用,所有材料优先选用防水材料;然后利用同步齿形带作为主要的传动机构设计了一种升降装置,对测量装置的各部分结构进行了设计,包括导轨和准直光筒的结构设计、电机的型号选择等,同时配合步进电机和导轨使升降机构的重复定位精度可以达到0.5 mm,使测量装置满足使用要求,为水中测量装置的设计提供了新思路。

塑料闪烁体探测器衰减长度特性的蒙特卡罗模拟研究

塑料闪烁体中的光衰减常被用来进行定位和修正信号的大小,对衰减规律的认识关系到一些物理量的测量精度。借助蒙特卡洛算法,系统研究塑料闪烁体衰减长度的影响因素及其影响方式。结合控制变量法,对塑料闪烁体的光学面类型、截面积、反射材料、表面粗糙程度这4类影响因素,逐一进行模拟测量和数据分析,进而得到衰减长度随该因素变化的趋势。然后,创新性的采用区间细分法,将塑料闪烁体按距离划分为若干个等距区间后,比较各区间的衰减长度的分布特性,总结区间细分法衰减长度的一般规律。结果表明,在其他条件相同时,背面涂层的抛光光学面的光收集效果最好,衰减长度随截面积、反射材料系数、表面粗糙度的增大而减小。同时,衰减长度是在闪烁体区间位置方向上不断变化的,并且衰减规律不是简单的指数规律,而是复合型的衰减规律。该模拟研究对塑料闪烁体探测器的实验设计具有较高的参考价值。

石英中宇宙成因^(10)Be和^(26)Al的有效衰减长度对测定暴露年龄的意义

我们测定了南极南维多里亚地基岩的石英砂岩心中宇宙成因^(10)Be(半衰期 t_(1/3)=1.5Ma)和^(26)Al(t_(1/2)=0.72Ma)与深度的关系。用这些资料限定了表面露头的侵蚀速率和暴露年龄,并计算了这些宇宙射线生成的核素的有效衰减长度。结果表明:^(26)Al 的生成衰减长度(156_(-12)^(+13)g/cm^2)与^(10)Be 的(145_(-6)^(+8)g/cm^2)类似。这说明岩石中^(26)Al:^(10)Be 的产率比值实质上不随深度变化,而且它在露头岩石表面也不受侵蚀损失的影响。这就扩大了此比值在暴露年龄测定中的应用。

液体闪烁体衰减长度和光产额的测量

简要介绍了用于反应堆中微子实验的液体闪烁体的成分,描述了液闪衰减长度和光产额的测量原理、方法、装置及过程,给出了不同配比的液闪的光产额和衰减长度的测量结果,并对液闪光产额和衰减长度的性能及影响因素进行了研究．测量结果表明,这些液闪可以满足中微子实验的需求．

β射线在铝膜及空气中的衰减

借助用β粒子检验相对论的动量-动能关系实验装置提供的准单能β射线,分别测量了β射线在铝膜及空气中的衰减长度,研究了铝膜厚度对信号峰位和半高全宽的影响,以及不同动能的β射线在空气中的能量损失.通过该实验学生可以掌握β射线与介质相互作用的性质,同时提高能谱分析能力及数据处理能力.

批量塑闪单元条测试技术的研究

寻找暗物质粒子是目前最有影响力的前沿课题之一,广泛受到世界各国重视。我国启动了暗物质粒子探测卫星(Dark Matter Particles Explorer,DAMPE)先导专项,致力研究这一科学问题。暗物质粒子探测卫星有效载荷由塑闪阵列探测器(Plastic Scintillator Detector Array,PSD)、硅阵列探测器、BGO(Bi2O3-Ge O2)量能器以及中子探测器组成,用于探测5 Ge V-10 Te V高能电子、γ及重离子能谱。中国科学院近代物理研究所承担了塑闪阵列探测器的研制工作,塑闪阵列探测器由82根塑闪单元模块采用横竖交叉结构组成,主要协助BGO量能器区分γ事件和电子事件,并作为硅阵列探测器的备份,探测Z=1-20的重离子事件。由于塑闪单元条模块存在较大的差异,所以搭建了一套具有较高测试效率的塑闪单元条批量测试平台,并对塑闪单元条进行宇宙线测试,得到其基本性能参数,如光衰减曲线、光衰减长度、相对光产额、能量分辨率以及探测效率。这为后续筛选出一致性较好并能满足功能需求的82根单元条提供了依据。

BESIII飞行时间探测器塑料闪烁体性能检测

北京谱议(BESIII)重大改造工程中飞行时间探测器所使用的各个塑料闪烁体需要严格测量和质量控制,包括机械尺寸、有效衰减长度和相对光产额。我们用宇宙线测量塑料闪烁体的衰减长度时,利用飞行时间探测器本身的时间信息重建出宇宙线的位置和方向,宇宙线在闪烁体上的光产额通过其两端光电倍增管的电荷信息来反应,这样测量的闪烁体的有效衰减长度统计量大、准确并且快速。检测结果表明,闪烁体的各项指标达到了的设计要求。

同步扫描水下激光成像系统主要光学参数的理论分析

本文介绍了距离选通和同步扫描两种水下激光成像技术发展现状。从理论上计算了同步扫描系统的信号光和后向散射光传回到探测器端的辐照度与衰减长度的定量关系。减小视场角和增大光源到探测器的间隔可提高成像距离。一般水质下成像距离理论值约１２倍衰减长度。

高铁综合接地系统特定信号响应特性研究

准确分析不同信号电流激励时,综合接地系统(IGS)电压衰减及电流散流特性可为强弱电系统的耦合分析提供基础.针对高铁IGS中常见的几种的重要信号,考虑牵引回流、故障短路电流在贯通地线上的集肤效应,采用谐波含有率交流阻抗计算法建立接地系统的仿真模型;考虑雷电流在贯通地线上的火花放电效应,采用逐次逼近法建立综合接地系统仿真模型.定义IGS响应电压的有效衰减长度及信号电流的有效散流长度等概念,对不同土壤电阻率及不同信号作用下两个参数的变化趋势进行了分析比较.结果表明,土壤电阻率不变时,牵引回流产生的IGS响应电压有效衰减长度最长,牵引短路电流次之,雷电流的最短且远远小于前两者的系统响应电压有效衰减长度,信号电流的有效散流长度变化规律与之类似.土壤电阻率增大时,信号电流的有效散流长度及IGS响应电压的有效衰减长度均增大,但土壤电阻率与二者之间为非线性关系.另外,同一信号电流对应的IGS响应电压有效衰减长度均大于其电流有效散流长度.

长塑料闪烁计数器教学实验的研究

将长塑料闪烁计数器引入核与粒子物理实验教学 ,实验中测量了长塑料闪烁体技术衰减长度等性能参量 ,并取得了较好的教学效果 .

水下激光成像发展现状及主要参数的理论计算

水下激光成像发展现状及主要参数的理论计算胡正荣刘雪明谭志飞郑宇（东南大学电子工程系南京２１００１８）介绍了同步扫描和距离选通两种水下激光成像发展现状。利用双流辐射理论，导出了信号光辐照度的表达式。从理论上计算了同步扫描系统的信号光和后向散射光传回到探...

同步扫描水下激光成像距离的分析

利用双流辐射传输理论和准直光束的散射理论分别计算出接收端目标反射光信号和背向散射光的辐照度，从而得出水下激光成像距离的理论值．一般条件下，该值约为１２倍衰减长度．从理论上分析了成像距离与接收器视场角、激光器和接收器间距、目标反射率等主要参数的定量关系．从机理上分析了主要参数影响的原因得到了在实际应用系统中探测距离与激光器光功率成对数关系的量值．

波移光纤性能研究

对2种波移光纤的特性进行了研究.实验结果表明,型号为V-11 (200) MS的波移光纤整体性能比BCF-91A波移光纤性能更好.与前者相比,后者在20 mm的弯曲半径下的光传输损耗要高4.8倍.而同时,2个光纤的光衰减长度相当类似,分别为(2.00±0.02)m和(1.98±0.02)m.此外,Y-11 (200) MS型波移光纤的相对光转换效率比BCF-91A的要高出50％.因此,在制作闪烁体中子探测器时,使用Y-11 (200) MS型波移光纤是一种很好的选择.

酸洗比色法在直链烷基苯生产质量控制中的应用

对于首次应用于大亚湾中微子物理实验的液体闪烁介质——直链烷基苯(LAB)的工业化生产,其最重要的质量控制指标为光衰减长度,这通常需要在实验室里利用专门仪器进行测量分析。经过对比研究,在LAB工业化生产流程的基础上,建立了相应的测试方法——酸洗比色分析方法,即使直链烷基苯和98.4%的发烟硫酸反应,在波长403 nm处测定其透光率。研究表明:酸洗比色测量值与光衰减长度测量值之间存在着密切相关性,相关系数达到0.9806。利用酸洗比色测定方法可以对生产流程中的LAB进行实时、有效的在线质量监控,且快捷、准确。