(α、γ)分辨在测量CsI(Tl)晶体固有放射性本底中的应用

描述了通过CAMAC -微机进行数据采集 ,用电荷比较法测量CsI(Tl)晶体的 (α、γ)分辨性能的方法 ;同时利用此方法测量了CsI(Tl)晶体固有放射性含量 ,估算了晶体内2 38U和2 32 Th的含量。

非真空坩埚下降法生长CsI(Tl)晶体的闪烁性能

研究了用非真空铂坩埚下降法生长的CsI(Tl)晶体的在紫外和γ射线激发下的光致发光和光衰减特征,探索了CsI(Tl)晶体的发光强度和发光不均匀性与Tl离子含量和分布之间的关系以及改善晶体发光均匀性的措施。并对CsI(Tl)晶体在γ射线辐照下光输出随积分时间和辐照剂量的变化做了分析和讨论。实验表明,用这种方法所生长的CsI(Tl)晶体的发射波长、衰减时间和辐照硬度与其他方法生长的同类晶体相同。

CsI(Tl)晶体量能器探测单元宇宙射线实验的建立与调试

建立一套CsI(Tl)晶体量能器探测单元的宇宙射线测量系统,用于探测器单元的质量检测,以及发光强度与均匀性测量。本文针对于此实验装置的径迹与定位系统、电子学系统的研究作了较为详尽的说明,并对前期的Monte Carlo研究作了简要介绍。

自制CsI(Tl)晶体的能量测量性能

本文介绍了近代物理研究所自行生长的CsI(Tl)晶体用于γ射线及重离子能量测量的结果。测量662keVγ射线时得到好于10%的能量分辨(采用光电倍增管读出),同时光输出可达到同类型晶体的130%;测量能量为30MeV/u左右的重离子时得到好于2%的能量分辨(采用光二极管读出)。

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。

CSR外靶实验终端中CsI(Tl)晶体的测试

为测量重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)的外靶实验终端上不同能量的γ射线,一种用于探测γ射线的高能量分辨的探测装置正在中国科学院近代物理研究所建设,该探测器由中国科学院近代物理研究所自行生长的铊激活的碘化铯CsI(Tl)晶体组成。与日本Hamamatsu公司生产的S8664-1010型雪崩光二极管(APD)耦合,测试其光输出的非均匀性和能量分辨,从测试结果给出了所需CsI(Tl)晶体合格的标准。目前已完成该γ探测球计划的六分之一,所提供的晶体合格率达94%以上。

大面积CsI(Tl)闪烁晶体生长的研究

CsI(Tl)晶体密度大 ,发光中心波长长 ,余辉时间短 ,光产额高 ,易于加工 ,是综合性能优良的闪烁体 ,近年来在高能物理、核物理和医学等领域得到广泛应用。大面积高效短余辉透明闪烁转换屏要求晶体能量转换效率高、余辉时间短、透明、发光中心波长位于可见光范围 ,因而CsI(Tl)晶体成为转换屏的首选材料。本实验就是进行满足上述要求的大面积CsI(Tl)闪烁晶体生长的研究。采用坩埚下降法 ,将高纯碘化铯原料进行预处理后 ,掺入一定的TlI粉料生长晶体。针对晶体截面积大 ( 2 0 0mm× 2 0 0mm)的特点 ,设计合理的晶体生长温场 ,通过实验确定了最佳工艺参数。转换屏用闪烁晶体要求密度均匀 ,即对均匀入射的γ光子响应均匀。实验表明 ,TlI的掺入量及其在晶体中的分布是影响晶体这一性能的关键因素。实验确定了TlI的最佳掺入量的范围 ,通过控制生长工艺生长出TlI分布均匀的CsI(Tl)闪烁晶体 ,加工尺寸为 2 0 0mm× 2 0 0mm× 1 0mm。

BESⅢ CsI(Tl)晶体量能器前置放大器相对增益的测量

介绍了BESⅢ CsI(Tl)晶体量能器使用的前置放大器的相对增益和相对噪声水平的测量方法、测量系统及测量结果。

涂硼CsI(Tl)探测器n-γ信号仿真及数字甄别方法研究

根据在涂硼CsI(Tl)探测器中产生的γ射线、中子脉冲信号的特征,利用电荷比较法、上升时间法、频率梯度法、向量投影法、聚类分析法、神经网络法完成了n/γ射线甄别.结果表明了这些方法均可以实现对涂硼CsI(Tl)探测器的中子甄别,这为今后搭建涂硼CsI(Tl)探测器的中子实时甄别系统打下基础.

Particle identification using CsI(Tl) crystal with three different methods

Three pulse-shape-discrimination (PSD) methods are applied to study the particle identification (PID) by using CsI(Tl) crystal, especially for identifying light charged particles. The zero-cross time method, fast and total component method and signal rise time method are used. The experiment, data analysis and results are compared. Good PID for p, α and γ can be achieved with a CsI(Tl)-photomultiplier assembly.

Φ300mm碘化铯晶体发光非均匀性与生长界面的关系

报道了迄今为止国内首次生长出的最大直径(300 mm)碘化铯CsⅠ(Tl)闪烁晶体,并采用X射线和137Cs所发射的-射线为激发源分别测试了该晶体不同部位的发光强度,分析了这些部位的铊离子浓度,并对发光强度与铊离子浓度及其空间关系进行了讨论,认为该晶体在水平面上的发光不均匀性反映出生长界面具有凸向上的特征,进而提出调节温度场对改善均匀性具有重要作用。

CsI(Tl)晶体的α/γ波形数字化实时甄别

基于Cs I(Tl)探测器对α/γ粒子的波形甄别能力,采用电荷比较法设计了一种波形实时甄别系统.介绍了实时甄别系统的设计原理,利用60Co-γ源、241Am-α源对实时系统进行了甄别实验,探究了不同参数对甄别效果的影响,并给出了最优甄别效果下的参数设置.研究表明,设计的数字化实时波形甄别系统体积小,能准确、实时地甄别开α/γ粒子,最佳品质因子大于1.4,事件计数率可达3×105/s.

硅光电二极管与电荷灵敏前置放大器在中微子实验中的设计应用研究

在台湾中微子实验项目先期研究中 ,用硅光电二极管测读中微子作用于 Cs I(Tl)晶体的光谱信号。

硅PIN光敏二极管探测X、γ射线的性能及应用

介绍了硅PIN光敏二极管和电荷灵敏前放组成的X射线探测器和配合CsI(Tl)晶体构成的γ射线探测器的性能和测量结果,同时研究了光敏二极管探测器能量分辨率的温度特性。测量X射线时,在-10℃下对241Am的59.5keV射线的能量分辨率为4.8%;用PIN光敏二极管配合10mm×10mm×10mm的CsI(Tl)晶体测量γ射线时,在20℃下对137Cs0.662MeVγ射线的能量分辨率为9.9%,60Co的1.332MeVγ射线的能量分辨率为6.4%,-10℃下的能量分辨率分别为8.7%和6.3%。

硅PIN光电二极管探测系统的研究

本文主要研究了基于PIN光电二极管与CsI(Tl)晶体的γ射线辐射探测器,给出了电流放大型和电压放大型的原理图以及制板图,并对其性能做了简单分析。

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。

中能重离子核反应产物测量装置4π带电粒子探测装置

正在研制的４π带电粒子多探测器系统（ＭＵＤＡＬ）［１］由２７６个探测器单元组成，每个单元由快、慢塑料闪烁体、碘化铯晶体、硅半导体探测器所组成的望远镜构成．总立体角覆盖约全空间的８５％－９０％，以及有一个很低的能量探测阈。整个探测器系统轴向对称排列，工作在真空中。该探测器系统可以鉴别氢、氦的同位素和Ｚ＜１８的元素，以及大的能量测量动态范围。

CsI(T1)晶体探测器APD读出的温度效应

对中国科学院近代物理研究所自行生长的铊激活碘化铯闪烁晶体CsI(T1)光输出及Hamamtsu公司生产的S8664-1010型雪崩光二极管(APD)增益对温度的依赖关系做了系统研究.结果表明,CsI(T1)晶体光产额在室温范围内随着温度的增加而增加,在-2℃—8℃温度范围内的平均温度系数为0.67%/℃,在8℃—25℃温度范围内的平均温度系数为0.33%/℃.而对所使用的APD,其增益在室温范围内的温度系数为-3.68%/℃(工作电压400V).APD结合CsI(T1)晶体在室温下对^(137)Cs的662keYγ射线的能量分辨可达5.1%.

HIRFL-CSR ETF多层CsI(Tl)望远镜探测器能量刻度方法

在兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)的外靶终端(ETF),设计建造了一套多层Cs I(Tl)望远镜探测器,用于对轻质量带电粒子的鉴别。这套探测器由7层Cs I(Tl)晶体组成,每一层晶体光输出信号由4个光电倍增管分别在晶体4角读出。由于Cs I(Tl)晶体对于重离子的响应是非线性的,且与入射离子的种类有关,这些因素使得对这台探测器的能量刻度需要做专门的研究。利用RIBLL2提供的能量在200～300Me V/u的次级束流对探测器进行了测试,并针对第一片Cs I(Tl)晶体的光输出以及所有Cs I(Tl)晶体光输出的和的刻度方法分别进行了探索。在此能区下,第一片Cs I(Tl)晶体猝灭现象可以近似忽略,即光输出与能量沉积近似呈线性。对于所有晶体光输出的和,利用一个经验公式对其进行刻度,利用这种刻度方法计算得到的光输出的值与实验测量值之间的差别小于5%。