Cs_(2)LiYCl_(6):Ce探测器n-γ甄别及γ解谱方法

Cs_(2)LiYCl_(6):Ce(CLYC)晶体因其优异的线性响应、高光产额和较强的n-γ甄别能力,在瞬发γ射线中子活化分析技术(prompt gamma neutron activation analysis,PGNAA)中表现出极高的应用潜力。该技术可以用于元素无损分析、工业物料分析、环境监测及安全等诸多领域。本文针对CLYC探测器进行测试,旨在探究其在PGNAA领域的应用前景。通过Pu-C中子源和多种γ源(^(22)Na,^(60)Co,^(137)Cs,^(152)Eu)的实验测量对该探测器的性能进行测试。同时,开发了一套基于Gravel算法的γ解谱程序,以优化γ能谱分析。实验结果验证了CLYC探测器在n-γ混合场环境下的出色甄别能力,能有效剔除中子的干扰。γ能谱的解谱结果可以精确的反应入射γ能量信息,算法的平均相对偏差均小于1。通过多线性源解谱结果的可靠性确保了在复杂的伽马场环境中对伽马射线的精确识别和分析能力。

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。

数字电荷比较法优选新型塑闪探测器n-γ甄别性能

基于信号数字化获取与处理技术,对新型塑闪探测器开展电荷比较法脉冲形状甄别优化研究,考察了不同的积分长窗和短窗、能量阈值、数字化仪的水平和垂直采样精度对甄別品质因子的影响,并在对脉冲平均波形函数拟合的基础上,计算了平均中子与γ脉冲尾部积分与长窗积分比例之差随长窗和短窗的变化趋势。结果表明:当积分短窗取35-50ns,积分长窗为450ns时,探测器n-γ甄别效果最好;在能量阈值范围为100-500keV内DT5730B数字化仪的甄别性能均较DT5751优异。以上结论可为新型探测器在n-γ混合辐射场的应用提供参考。

基于数字化测量的频域n-γ甄别算法研究

针对基于核辐射数字化测量n-γ甄别中的对抗干扰能力弱、甄别稳定性差的问题,研究了次声信号、机械故障检测信号、雷达信号等领域的频域特征提取算法,考察了以上算法在核脉冲信号中n-γ甄别的适用性,并根据核脉冲信号频域特性,提出了0频率幅值算法。为比较各算法在频域甄别的优劣,对利用BC501A液体闪烁体探测器测量的Am-Li源、252Cf源以及239Pu源脉冲数据开展实验分析,结果表明提出的0频率幅值算法在频域n-γ甄别方面能够取得较好的甄别性能。

中子-γ射线甄别联合闪烁探测器

带有n、γ幅度甄别的中子-γ联合探测器能同时探测中子与γ射线,并给出幅度不同的中子信号与γ信号。应用~6Li玻璃为灵敏物质的特制核器件作为闪烁体,将该探测器用于中子水分与γ密度联合测定,已研制成功了FT631型水分密度联合测量仪。本文给出该探测器的工作原理及主要性能。

掺钆液闪中子探测器的研制

中子在探测器中能产生与暗物质粒子(WIMPs)类似的核反冲信号,对于低背景的暗物质直接探测实验,精确测量和排除中子的干扰尤其重要。为测量中国锦屏地下实验室(CJPL)中子本底的通量,研制了高效的、具有很强"中子-伽马"分辨的掺钆液闪快中子探测器。介绍了掺钆液闪中子探测器的研制和性能,包括探测器形状和尺寸的设计,液体闪烁体类型、光电倍增管型号以及液闪容器材料的选择,探测器的伽马能量刻度以及中子与伽马信号的甄别。用Am-Be中子源对探测器进行探测效率刻度,得到阈值为0.2 MeV等效电子能量的中子探测效率为(6.30±0.30)%,满足中国锦屏地下实验室对中子通量测量的要求。

一套液闪快中子探测系统

介绍了一种在强γ辐射场中探测快中子的探测系统 ,利用实验室 n-γ放射源 ,调试了系统 n-γ甄别性能 ,确定了其最佳工作状态。运用 Monte- Carlo数值模拟法 ,从理论上计算了模拟探测器的探测效率 ,并与实验测量结果进行了对比分析。

低本底液闪中子探测器的材料测试研究

为测量中国锦屏地下实验室(China Jin Ping underground Laboratory,CJPL)极低通量的中子本底,需要建造大型快中子液体闪烁体探测器。建造探测器需要选用低放射性本底材料,并且化学性质稳定,不与液体闪烁体发生反应而影响液体闪烁体(EJ-335)的性能。为此,建造了小型液闪探测器,在其中分别放入聚四氟乙烯、无氧铜、氟橡胶、全氟醚橡胶这4种材料进行长期浸泡,并分别进行了如下测试:液闪长时间浸泡各种材料前后液闪的吸收光谱测试;用^(60)Coγ源检测小型液闪探测器光产额随时间的变化情况;用Am-Be中子源检验探测器在浸泡前后的n-γ甄别性能。最终实验结果表明,聚四氟乙烯和全氟醚这2种材料与液闪有很好的兼容性,可作为大型快中子液闪探测器的容器和密封圈的备选材料。

基于6LiF/ZnS(Ag)和闪烁光纤的宽能谱中子探测技术研究

为了解决传统中子探测器在狭窄空间、强电磁干扰、远距离传输等复杂环境下探测中子时存在的不足,本研究将^(6)LiF/ZnS(Ag)混合材料和闪烁光纤相结合,设计了一种可用于宽能谱中子测量的新型闪烁体光纤中子探测器。基于蒙特卡罗粒子输运计算程序FLUKA对该新型光纤中子探测器的中子探测性能进行了模拟研究,完成了闪烁体光纤探头的优化设计。结果表明,当入射中子的能量在0.01~10 eV和0.5~10 MeV范围时,该新型中子探测器具有较高的中子探测效率,可用于热中子-快中子宽能谱范围中子的探测;通过对比脉冲幅度的差异,该新型中子探测器能够实现n-γ信号的甄别。