应用蒙特卡罗方法表征HPGe探测器

采用蒙特卡罗方法计算HPGe探测器对光子的探测效率,需对计算模型参数进行确定。使用蒙特卡罗模拟计算和实验测量相结合的方法,对晶体死层厚度及冷指尺寸进行了表征。结果表明,使用此方法确定晶体参数模拟光子的探测效率,在59.54～1408.1keV光子能量范围内,计算效率与实测效率相对偏差在5%以内,并进行了实验验证。     

用于高分辨率Si-PIN探测器的低噪声电荷灵敏前置放大器的设计

介绍了一种用于高分辨率Si-PIN探测器的低噪声晶体管反馈电荷灵敏前置放大器的设计。在场效应管制冷到-20℃,成形时间为6μs条件下,前放的零电容电子学噪声(对Si探测器)为150 eV。与平面工艺技术制备的厚度500μm,灵敏面积5 mm2的Si-PIN探测器配用,采用小型温差电制器制冷至-20℃,对5.9 keV X射线的能量分辨率(FWHM)最好可以达到195 eV。     

偏置电压对Si-PIN探测器的性能影响

偏置电压对Si-PIN型半导体探测器将产生两方面的影响.偏置电压越高,结电容越小;另一方面,偏置电压越大,探测器的漏电流就越大.而探测器的结电容,漏电流是影响谱仪系统能量分辨率的最重要的因素.结合一些实验结果,从两个方面来讨论偏置电压对于由Si-PIN探测器构成的X射线谱仪能量分辨率的影响,以及探测器偏置电压的合理选取原则.     

平面工艺Si-PIN低能X射线探测器研制

叙述了用平面工艺技术制备Si-PIN低能X射线探测器的工艺方法.为了减小探测器的漏电流,采用了表面钝化和保护环技术.文章给出了厚度500μm,灵敏面积分别为5 mm2、10mm2的不同探测器在室温下漏电流测量结果以及5mm2的探测器在室温及温差电致冷条件下对55Fe5.9keV X射线的能谱响应测量结果.     

HPGe探测器点源效率与其空间位置的函数关系

本文采用蒙特卡罗(MCNP)模拟与实验相结合的方法,计算了HPGe探测器(美国Ortec公司产品,相对效率40%,对1332keV的分辨率为1.8keV)对空间不同位置、不同能量点源的探测效率,对Masayasu等[1]提出的点源径向表达式作了修正,改进了与实验值(或MC模拟值)的一致性;给出了HPGe探测器效率随点源位置变化的解析表达式;证明了应用MCNP模拟方法确定探测器对于点源的探测效率函数的可靠性和实用性,也有助于对体源效率的测量和计算。     

应用蒙特卡罗方法确定NaI探测器的点源效率函数及其参数

为了探讨NaIγ探测器对点状γ射线源(以下简称"点源")的探测效率与点源空间位置之间的关系,采用蒙特卡罗方法通用程序模拟计算了NaIγ探测器对空间不同位置处137Cs、60Co点源的探测效率.根据模拟计算结果,通过数值拟合方法,确定了NaI探测器对点源的探测效率函数及其参数.研究表明,应用蒙特卡罗模拟方法确定NaIγ探测器对于点源的探测效率函数及其参数是一种简便、有效的方法.     

Si-PIN核辐射半导体探测器性能测量研究

为解决金硅面垒半导体探测器存在的漏电流较大、表面不可擦拭、受环境影响严重、使用稳定性较差等缺点,开展性能更优异的Si-PIN核辐射探测器研究具有十分重要的意义,可推动α、n、裂变碎片能谱测量等技术进步。论文介绍了离子注入与平面工艺相结合制作Si-PIN探测器的方法,对灵敏面积为20 mm×20 mm的Si-PIN探测器主要开展了I-V、C-V电学特性参数测量研究,开展了Si-PIN探测器对226Ra源α粒子的能量分辨率、能量线性响应研究工作。当反向偏压为2 043 pF时,探测器全耗尽时的漏电流为40nA、结电容为43pF,对α粒子的最佳能量分辨率为0.68%,探测器线性响应良好。     

Si(Li)探测器对体状X射线源的探测效率

本文用蒙特卡罗方法确定Si(Li)探测器对体状X射线源的探测效率。在体状源被压缩到近似点状源的情况下,用模拟方法所得的效率与能量的关系曲线,同标称值有很好的符合。     

Si-PIN探测器中子直照灵敏度研究

介绍了利用K600中子发生器进行Si-PIN探测器灵敏度标定的实验方法,并在实验中测出了Si-PIN探测器对14MeV中子的直照灵敏度。同时,利用MCNP模拟程序对Si-PIN探测器不同能量的中子直照灵敏度进行了理论计算,实验灵敏度处理结果和理论计算值较为一致。     

批量3He探测器相对探测效率标定方法研究

在一些设备研发或特定裂变核材料生产环境中,需使用大量中子探测器进行中子通量分布测量以确定生产状态,这一测量过程中,各中子探测器的相对效率尤为重要。为统一此类生产线的测量标准,并保证对目标对象测量的准确性,本文设计了一套长期用于同一生产线开展批量³He探测器相对效率标定的系统。通过对探测装置设计分析,结合后端多道分析器,开展³He探测器探测效率标定系统的理论模拟与实验验证,并对系统中由装置均匀性、多道死时间等产生的误差进行修正,为³He探测器在生产线上大批量使用、更换及维护提供有效依据。     

放射性惰性气体探测器模拟研究

利用蒙特卡罗程序研究了核电厂气载放射性监测通道中重要监测设备放射性惰性气体探测器的结构设计思路、性能评估,主要研究内容包括优化探测器结构、分析影响测量准确性的因素、分析探测器测量范围、探测器自检源活度及其对周围环境的影响,本文详细展示了模拟计算结果,并总结其反应规律,为放射性惰性气体探测器的研制提供了重要的数据参考和理论支持。     

多通道Si-PIN探测器漏电流测量系统的设计和实现

中能望远镜是硬X射线望远镜卫星三大载荷之一,其探测器采用的是大面积Si-PIN探测器阵列。探测器的漏电流是影响X射线谱仪能量分辨率的一个关键因素。中能望远镜项目组在研发Si-PIN探测器的常温筛选环节中,将探测器漏电流作为一项重要考核指标。为了对探测器漏电流实现高精度、快速的测量,研制了多通道Si-PIN探测器漏电流测量系统。测量结果表明,使用该系统得到的漏电流结果精度较高,可直接应用到项目研制中去。     

MCNP模拟HP-Ge探测器效率刻度曲线

利用MCNP模拟得到了某型HP-Ge探测器对一系列不同能量γ射线的响应能谱,根据响应能谱得到了相应的全能峰探测效率,在此基础上对探测器效率刻度曲线进行了模拟,可为HP-Ge探测器的设计和使用提供参考和依据。模拟结果表明:探测器对低能γ射线(60~300 keV)探测效率较高,随着能量的增加其效率逐渐减小;对能量在160 keV~1.8 MeV范围的γ射线,探测器效率与射线能量在双对数坐标中的关系为一条直线。     

中国先进研究堆实验室HPGe探测器无源效率刻度方法研究

针对中国先进研究堆（CARR）实验室目前现有的HPGe探测器,使用无源效率刻度方法对其探测效率进行了理论计算,比较了不同能量和样品体积下蒙特卡罗方法和数值积分方法计算的探测效率。测量了探测片（点源）和堆水池池水（体源）,实验测量结果和计算结果符合良好,验证了无源效率刻度方法的可行性及所建模型的合理性,与采用标准源刻度的实验方法相比,该方法突破了各种限制,减少了标准源的制备工作,节省了大量的实验成本和时间,拓宽了HPGe探测器的使用范围。     

符合相加的MCNP计算

提供了一种新的计算符合相加修正因子的方法,并将该方法用于点源和体源的情况,分析符合相加因子随源与探头距离及样品厚度的变化规律.     

MCNP程序在HPGe探测器马鞍形样品盒最佳选择中的应用

在HPGe探测器测量环境样品放射性时，探测效率越高，测量时间越短，谱仪的利用率也越高。对一定体积的体源样品，几何形状对探测效率有较大影响。本文利用MCNP程序对同体积的不同马鞍形环境样品进行了模拟，寻找出了最佳马鞍形样品形状，并进行了实验验证。模拟和实验结果表明，最佳马鞍形样品与目前常用的圆柱形样品相比，其探测效率可提高1倍以上。     

单能光子在HPGe探测器上的能量响应函数模拟

根据单能光子与探测器发生相互作用的原理,本文利用蒙卡方法(MC)模拟了系列单能光子在HPGe探测器上的能量响应曲线并提取曲线的特征数据,然后采用最小二乘法对提取的特征数据进行拟合,得到单能光子在该探测器上的能量响应曲线理论函数表达式,最后采用准单能γ源测量数据对理论表达式进行修正,确立了该响应函数随光子入射能量变化的修正函数表达式,为连续光子能谱解谱提供了依据.     

脉冲阵列中子测井探测器效率的研究

为了在石油脉冲阵列中子测井研究中充分地应用探测器的效率,运用蒙特卡罗（MC）方法通用程序MCNP对脉冲阵列中子测井仪的探测器的效率进行了计算研究,得到限满意的结果。计算结果可用于指导探测器的设计性能研究。     

用位置灵敏探测器探测14.7MeV中子在铁样品上的小角度弹性散射截面

用快中子位置灵敏谱仪和伴随粒子飞行时间技术测量了14.7MeV中子在Fe样品上的小角度弹性散射微分截面,给出了3.76°—7.98°角区的测量结果,与所发表的实验数据相比较,在误差范围以内一致,从而证明利用长液闪快中子位置灵敏谱仪这一新技术测量小角散射是可靠的。     

用于电致冷Si-PIN探测器的掌上型电源系统的研制

介绍一套用于电致冷Si-PIN半导体探测器的掌上型电源系统的设计.系统采用集成电路方案与表面贴装元件(SMD)制作,具有体积小、重量轻、效率高、稳定性高、纹波噪声小和成本低等特点.内置可充电电池能维持一台XR-100CR型探测器工作7h以上,适合在各种基于Si-PIN探测器的现场X荧光分析系统中推广应用.提出了一种温控致冷电源的理论设计与实现方法,并对无变压器式、高稳定度、低纹波高压偏置电源的制作技术进行了讨论.