探测快中子的新技术(一)

概述了近年探则快中子的新技术，它们分别是：抑制γ射线、热中子和带电粒子的符合谱仪；高分辨、宽能量范围（0．1～15．0MeV）带正比计数器的3He夹心谱仪；含氢的纤维闪烁作用于抑制γ射线、中子位置分布和中子能谱测量，及合锂的纤维玻璃闪烁体用于长中子计数器测平均中子能量；中子的直接探测；用于中高能和重离子核物理的多元件阵列快中子探测器和极化仪；用于核核查的中子源影像探测器；高入射氚核能量和高能中子的伴随粒子技术等七个方面。它们对中子计量学的发展是重要的。     

效率增强型真空康普顿探测器γ/n鉴别本领评估

采用复合金属收集极设计的真空康普顿探测器,使伽马探测灵敏度有效提高。为表征探测器测量信号的质量和可靠性,需要对探测器的γ/n鉴别本领进行评估。应用强钴源(能量1.25 Me V)伽马和DT(能量14 Me V)中子源对这种探测效率增强的新型真空探测器灵敏度进行实验测量,采用蒙特卡罗模拟法(MC)模拟统计收集极输出净电子数的方法,对其在裂变能量区几个特征能量点的伽马、中子灵敏度进行模拟计算。结果表明:对于中子、伽马能量为1.25 Me V的情况,这种新型真空康普顿探测器的γ/n鉴别本领,理论模拟计算值为40.94,综合理论计算和实验测量结果的实验推算评估值为28.31;属于适合中子、伽马混合场中测量伽马的可选探测器。     

无机闪烁晶体及其产业化开发

在高能粒子或射线（如X射线、γ射线等）的作用下能够发出脉冲光的物体,被称为闪烁体。它是光电功能材料,被广泛用于高能物理、核物理、空间物理、核医学、地质勘探、安全检查以及国防工业等领域。闪烁体分为无机闪烁体和有机闪烁体两大类。根据形态、成份以及结构特点,可进一步将前者分为无机闪烁晶体、闪烁玻璃、闪烁陶瓷和闪烁气体,而后者可分为有机闪烁晶体、液体闪烁体和塑料闪烁体。其中,数量最多、应用最广的当推无机闪烁晶体。本文将主要介绍无机闪烁晶体及其应用以及有关晶体的开发状况,同时对无机闪烁晶体的发展趋势也将做一简要评述。     

热激活延迟荧光增强型钙钛矿闪烁体及其X射线探测器（英文）

金属卤化物钙钛矿材料具有极高的射线衰减系数和优良的光电性能,基于其制备的光电探测器和闪烁体已成功用于X射线和γ-射线探测.然而,充分吸收高能射线需要相对较厚的光吸收层,但所需的厚度对于溶液法制备的钙钛矿薄膜来说很难达到.在这项工作中,我们设计了一种复合型器件,其不需要厚的钙钛矿吸收层,而是利用高荧光效率的钙钛矿闪烁体和性能优良的钙钛矿薄膜光电探测器充分吸收和利用X射线,从而提高X射线探测性能.而考虑到钙钛矿闪烁体严重的自吸收,我们将CsPbBr₃与含Cu(Ⅰ)的热激活延迟荧光配合物(MAC^*)Cu(Cz)混合,有效地实现了下转换发光,最大限度地提高了辐射发光量子效率.与商业闪烁体相比,混合闪烁体还实现了更短的余辉.此外,我们系统地研究对比了CsPbIBr₂探测器以及复合型探测器的性能指标,发现复合型探测器对X射线的探测灵敏度有显著提高,并且能够实现在X射线下清晰的成像.这项工作为提高X射线探测性能提供了一种新的思路,在应用层面具有巨大的潜力.     

锗酸铋闪烁晶体γ射线探测器的冷却与保温

在使用锗酸铋闪烁晶体γ射线探测器对γ射线能谱进行测量时,由于环境温度的变化,会引起探测器能量分辨率的变化和所测谱峰位的漂移。采用合适的方法对探测器进行冷却和保温,可以很好地解决由于温度变化给测量结果带来的误差问题。     

医院中子照射器PGNAA系统初步设计及测量

完成了医院中子照射器(IHNI)瞬发γ中子活化分析(PGNAA)系统的初步设计,并按照设计完成系统搭建。该系统探测器屏蔽部分和中子束屏蔽部分内层均为天然LiF粉末,外层为铅屏蔽层。使用该系统进行的硼浓度测量实验结果表明,该系统可测量10B浓度为10 ppm(1 ppm=10-6),体积为2 mL的样品,10B元素测量灵敏度为0.822 cps(s-1)/ppm。同时发现天然LiF粉末会在待测能区产生较高本底,影响测量精度。     

中子源强度基准装置

中子源强度基准装置采用锰浴法绝对测量放射性核素中子源的中子发射率,可以开展中子发射率的量值传递。基准装置由内部直径110cm的球形锰池、具有2路NaI探测器的伽马测量系统以及配套的溶液循环系统和屏蔽铅室组成,改造后的基准装置参加了国际计量局组织的中子发射率国际比对(BIPM CCRI(III)-K9.AmBe.1),比对结果等效,为实现中子发射率测量结果的国际互认提供了技术依据。     

加速器中子能量和注量以及剂量的同时测定

一、前言中子能量的测量被认为是原子核能谱学最困难的课题,在六十年代初Marcazzan提出用金硅面垒半导体探测器测量单能中子的能量和注量的可能性。本文介绍我们采用高阻金硅面垒半导体探测器测量KR-400T型中子加速器不同角度、不同距离及不同辐照体后面的     

大面积塑料闪烁探测器剂量线性测量及修正

针对γ射线剂量增大时,大面积塑料闪烁探测器剂量线性会变差这一问题,采用能谱测量方式对塑料闪烁探测器的剂量线性进行修正。首先在单能辐射场中,探测器通过能谱测量电路在上位机形成辐射场能谱,然后按照能量线性规律算出每道址的权重因子,以标准剂量仪所测剂量率为参考值得到修正公式,接下来对待测辐射场进行能谱采样,根据每道计数和修正公式,得到修正后的总计数率和剂量率,从而对塑料闪烁探测器的剂量线性进行修正。结果表明:经过修正以后,在137Cs辐射场中剂量测量最大相对误差由-24.32%变为-6.90%,在60Co辐射场中最大相对误差由-72.22%变为-27.78%。可以看出,经过修正的探测器剂量线性得到很大改善,可为辐射场中γ射线剂量的准确测量提供技术参考。     

基于Geant4仿真的CsI(Tl)闪烁体厚度优化

由闪烁体和光电转换器件构成的闪烁体探测器是工业CT系统中最常用的探测器,其中闪烁体负责将X射线转换为可见光信号,再经过光电转换器件转换为电信号进行探测.闪烁体作为探测器的一部分,其厚度直接影响发光效率和探测分辨性能.本文基于蒙特卡罗仿真平台Geant4建立仿真模型,对碘化铯Cs I(Tl)闪烁体在不同厚度、不同X射线能量(20~80 ke V)下的特性进行模拟,分析闪烁体厚度对闪烁体转换效率以及分辨力的影响.通过仿真获了特定输入能量下对应的闪烁体的理想厚度值.仿真结果可以为闪烁体参数设计和优化提供参考.