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)探测器对带电粒子能量响应的入射位置依赖关系

在放射性核束物理的实验研究中,通常采用CsI(Tl)探测器对反应产物中的带电粒子进行总能量测量.使用GEANT4软件对CsI(Tl)闪烁体探测器能量响应通进行了蒙特卡罗模拟,在考虑了晶体外表面包覆材料反射率、耦合光敏二极管面积、射程等影响因素后,重点研究了CsI(Tl)闪烁体探测器对带电粒子能量响应的入射位置依赖关系....     

CDEX实验中CsI(Tl)晶体反符合探测器实验测试

CDEX(China Dark matter EXperiment)合作组将在中国锦屏极深地下实验室(CJPL China Jin-Ping deep underground Laboratory)利用极低能阈高纯锗(ULE-HPGe)探测器进行暗物质的直接探测。在地下实验之前,对CsI(Tl)晶体反符合探测器进行了地面的实验研究。主要包括光导的选择,光反射层的选择,CsI(Tl)晶体的高度一致性测试,不同侧面非均匀性的测试,以及所有晶体的测试结果。通过地面实验的前期工作,我们对反符合探测器有了一定认识,为地下实验做了准备。     

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)晶体的APD前端读出特性研究

雪崩光电二极管(Avalanche photodiode,APD)体积小、探测效率高、内置增益、对磁场不敏感,但其内置增益、输出脉冲信号的信噪比受偏置电压与温度影响明显。将APD作为Cs I(Tl)闪烁晶体的光电读出器件,并配以低噪声的电荷灵敏前置放大器,组成闪烁探测器的探头。在不同的偏置电压与温度下,测试了该探头组成的闪烁探测器的能量分辨率。实测表明,偏置电压、温度将影响探测系统的能量分辨率,在室温且APD两端的偏置电压为370 V时,对能量为662 ke V的γ射线能量分辨率为4.98%;在-20-40oC内,能量分辨率随温度的降低而提高。     

自制CsI(Tl)晶体的光输出非均匀性

实验测试了中国科学院近代物理研究所制备的9根大尺寸闪烁晶体样品(40mm×40mm×300mm)的光输出及其非均匀性。使用了多种光反射材料和包装方法对样品进行包装,对其光输出及其非均匀性进行测试。对实验数据进行分析,确定了大尺寸晶体的最佳读出端和包装方法。在测试中,所有CsI(Tl)闪烁晶体样品的光输出非均匀性均好于7%,部分样品可达到2%左右。结合本次实验结果,对影响CsI(Tl)晶体光输出非均匀性的因素进行了简要分析。     

CsI(Tl)闪烁探测器读出电路设计

介绍了配置于新型γ能谱仪的CsI(Tl)闪烁探测器的读出电路设计。输入缓冲级采用折叠嵌位电路,改善了系统频率特性并提高了输入阻抗;放大级采用自举电路,改善了系统动态性能并提高了开环增益;输出级采用电流源负载电路,改善了输出信号的线性度并增强了系统的稳定性。实验表明:读出电路噪声为51.08 f C+1.97 f C/p F,时间漂移为0.112%,探头对137Cs源γ射线的输出信号信噪比可达23:1,能量分辨率可达4.98%。     

BESⅢ量能器总装中CsI(Tl)晶体探测单元的光脉冲检测

主要介绍BESⅢ量能器总体安装过程中的光脉冲质量检测,对6240个CsI(Tl)晶体探测单元进行了三次光脉冲检测,介绍了量能器上光纤系统在检测晶体探测单元质量上的重要作用,并根据光脉冲测量的不同结果得出了晶体探测单元的不同问题及其解决方法.     

(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^238U和6232Th的含量。     

蒙特卡罗方法模拟放射源位置对井型NaI(Tl)晶体探测效率的影响

利用Geant4数值计算程序,对放射源137Cs和60Co发射的单能γ射线(0.662 MeV和1.331MeV)经过井型NaI(Tl)晶体探测器后的能谱进行了蒙特卡罗模拟,并通过改变放射源在井型NaI(Tl)晶体中的位置对探测效率的影响做了进一步的研究。计算结果表明:对比常用的圆柱形NaI(Tl)闪烁探测器,由于井型NaI(Tl)晶体对放射源所张立体角很大,所以其对γ射线的源峰探测效率更高,并随着放射源在井内高度的增加而逐渐减小;在固定了放射源在晶体井下深度的情况下,放射源位置在水平面内的变化对源峰探测效率的影响并不大。     

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。     

高温气冷堆球流检测系统中CsI(Tl)探测器温度影响研究

为保证球床式高温气冷堆（PB-HTGR）球流检测系统投影数据获取过程中输出信号的稳定性,需对探测模块输出暗电流的稳定性进行分析。本文随机选取了2组CsI(Tl)探测器模块作为研究对象,并专门设计了温度及暗电流的控制和测量装置,分析了模块暗电流的输出特性及其控制要求。实验结果表明：各探测单元输出暗电流随温度的变化呈近似指数变化,且室温下温度波动±2 ℃时第32路单元的暗电流波动达8 pA。因此需对探测系统进行温度控制,同时分析实验数据并结合暗电流稳定性的控制要求,提出检测系统的最佳温控范围为（18~22） ℃,对应的温控精度为（±0.92~±0.21） ℃。     

中能重离子在位置灵敏CsI(Tl)探测器中能损与光输出响应的关系

描述了一种双维位置灵敏CsI(Tl)探测器的结构及其读出系统,用中能次级束研究其能损与光输出关系。使用Bρ+(ΔE-TOF)方法鉴别次级束,刻度了CsI(Tl)探测器位置信号的线性,并用其光输出与入射粒子的A、Z关系刻度其能量。结果表明,CsI(Tl)探测器输出信号的ADC读出与QDC读出(即其光输出)有很好的线性关系。     

NaI(Tl)晶体对体源γ射线峰效率的确定

本文叙述了一个半径100mm 厚100mm 的 NaI(Tl)晶体对人体积源的γ射线全能峰效率的两种刻度方法,即点源实验模拟法和点源计算模拟法。放射源的自吸收介质选用水、土、大米、压缩南瓜和空气滤材五种。给出了两种刻度方法的结果,两者相对误差小于4%。     

CsI (T1)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 (T1)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.     

CSR外靶实验终端中CsI(T1)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(T1)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(T1)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.     

CsI(Tl)晶体探测WIMP实验中反冲核与电子信号的甄别

研究了CsI(Tl)晶体探测器中反冲核信号与电子信号的甄别能力.利用参数"tbar"来描述反冲核信号与电子信号两种脉冲波形的特性,并以此来甄别两种信号.对品质因子K的研究表明,脉冲甄别方法的甄别能力随反冲核信号与电子信号能量的降低而减弱.通过这一脉冲甄别方法,对于CsI(Tl)晶体探测器而言,可以区别反冲核信号与电子信号的最低的阈是25个光电子.     

ST-102C式NaI(Tl)晶体中KX射线逃逸率的计算

本文对ST-102C式NaI(Tl)晶体中碘原子K层X射线的五种主要成分K_(α1)、K_(α2)、K_(β1)、K_(β2)和 K_(β3)的逃逸率分别进行了计算,然后根据五种 X 射线的相对强度进一步计算了加权平均逃逸率。计算中所选用的初始入射 X 射线能量在33.5—1000keV 之间。     

CsI(Tl)晶体探测WIMP实验中反冲核与电子信号的甄别(英文)

研究了CsI(Tl)晶体探测器中反冲核信号与电子信号的甄别能力。利用参数“tbar”来描述反冲核信号与电子信号两种脉冲波形的特性,并以此来甄别两种信号。对品质因子K的研究表明,脉冲甄别方法的甄别能力随反冲核信号与电子信号能量的降低而减弱。通过这一脉冲甄别方法,对于CsI(Tl)晶体探测器而言,可以区别反冲核信号与电子信号的最低的阈是25个光电子。     

~(204)Tl在几种金属和非金属表面上的释放行为研究

Tl作为类113号元素,测定了它在Ni,Pd,Mo,Ta,Zr,Ti,Au,Ag,Cu,Fe等金属表面上和SiO_2及石墨等非金属表面上的释放率和释放动力学,理论上计算了Tl在上述金属表面上的附吸焓并与实验结果进行了比较,讨论了两者之间存在差异的原因以及有关的影响因素。定性地预计了113号元素在上述表面上的释放行为和吸附焓。