EJ299-33A闪烁体光输出及其应用研究

闪烁体探测器的光输出影响其探测效率、探测阈值,决定着其应用范围和前景。EJ299-33A是一款具有脉冲形状甄别(Pulse Shape Discrimination,PSD)功能的塑料闪烁体,可用于核物理与核技术实验中进行中子、γ射线及带电粒子混合场的粒子鉴别和测量。利用^(137)Cs、^(60)Co标准γ射线放射源实验测量了EJ299-33A型探测器光输出谱,并利用蒙特卡罗模拟程序Geant4进行了理论模拟。通过对比实验与模拟光输出谱,可精确地确定康普顿边沿的位置,得到探测器电子能量刻度函数,并进一步研究了探测器有效中子探测阈。在此基础上,用Geant4模拟计算了200 keV~3 MeV区间的15个不同能量点的EJ299-33A探测器γ光输出谱,结合空气吸收剂量理论值获得了能谱-剂量转换函数G(E)。

基于EJ299-33A探测器的核材料时间关联测量系统的时间分辨

n-γ的时间关联测量可提取核材料的质量、增殖因数,其中时间分辨是表征关联精度的1个重要指标。本文基于数字化数据获取与处理方法,对具有n-γ甄别能力的塑料闪烁体EJ299-33A探测器组成的核材料时间关联测量系统的时间分辨进行研究,采用^(60)Co与^(22) Naγ源进行了对比测量,分析了源对本征时间分辨的影响,进一步通过离线的条件加载反演,给出时间分辨的等效电子能量阈值依赖关系。通过对^(252)Cf自发裂变时间关联谱的测量和解耦,讨论了时间分辨对不同符合事件的影响。结果表明:系统时间分辨随阈值增加而减少,在阈值为230keVee时采用60Co测量的结果约为560ps,可满足核材料快时间符合测量的精度要求,而在相同条件下,由于正电子湮没位置的不确定性和延迟符合的影响,^(22) Na源测量的时间分辨展宽至816ps;裂变事件时间关联测量中n-n符合受时间分辨的相对影响小于γ-γ符合。