用于中子位置灵敏探测器的SiPM性能研究

为满足中国散裂中子源(China Spallation Neutron Source,CSNS)工程材料衍射谱仪的探测器需求,CSNS探测器组设计并研制了基于硅光电倍增管(Silicon Photomultiplier,SiPM)读出的闪烁体探测器。本工作针对该探测器,选取了Sensl MicroFJ-30035-TSV和Hamamatsu S13363-3050NE-16两种型号的SiPM,开展了其击穿电压、增益、温度特性、暗计数率等关键性能的测试。测试结果显示,两者单光子分辨能力,增益、暗计数率等性能均可满足当前闪烁体探测器需求,相同过偏压下,前者增益高于后者,且Hamamatsu SiPM增益对温度更敏感。测试了两SiPM的温度补偿系数分别为22.0 mV/℃(Sens1)和53.6 mV/℃(Hamamatsu),为后续SiPM温度补偿电路设计奠定了基础。利用研制的探测器工程样机,在CSNS BL09下测试了两种SiPM读出的探测器对2.8 ?中子探测效率分别为76%和68%,为目标探测器及同类型探测器的SiPM选型提供了参考。     

β-delayed neutron decay of 21N

The β-delayed neutron and γ spectra of neutron-rich nucleus ²¹N using β-γ and β-n coincidence measurements were presented in this paper. Thirteen new neutron groups ranging from 0.28 MeV to 4.98 MeV and with a total branching ratio 88.7±4.2% were observed. One γ transition among the excited states of ²¹O, and four γ transitions among the excited states of ²⁰O were identified in the β decay chain of ²¹N. The ungated half-life of 83.8±2.1 ms was also determined for ²¹N.     

用于浅层肿瘤重离子治疗的终端束流诊断控制系统

 设计了中国科学院近代物理研究所利用兰州重离子研究装置（HIRFL）进行浅层肿瘤临床治疗试验研究中所使用的束流诊断安全控制系统。该系统包括束流强度监测及保护、剂量测量、扫描波形监测及保护3个部分。系统基于PXI系统及LabVIEW软件,给出了该系统的各部分结构。从系统建立时的多次测试结果以及实际临床治疗试验研究时的长期运行结果来看,该束流诊断控制系统在控制辐照剂量以及安全保护方面能够满足当前重离子加速器浅层肿瘤临床治疗试验的基本要求,为试验研究的顺利进行提供了可靠的保证。     

基于改进西原模型巷道围岩流变参数反演分析

当应力达到一定水平时,岩石经过衰减和稳定蠕变过程之后会发生加速蠕变破坏,但是传统西原体模型无法更有效地反映该加速蠕变阶段。为了解决这一问题,引入一个非线性流变元件,并将其串联在西原体模型上,组成一个新的六元件模型,该模型可充分反映岩石蠕变的三个阶段。基于改进的西原体模型本构方程,应用Laplace变换,得到了盾构圆形巷道围岩的径向位移变化规律;根据巷道围岩收敛变形现场实测数据,反演得到了岩石黏弹塑性蠕变参数;由巷道围岩径向位移计算结果和实测数据对比分析表明:两者吻合较好;当t25 d时,巷道围岩处于加速变形阶段,其径向位移变化速率随时间的增长而不断增加,当t 25 d时,巷道围岩进入稳定变形阶段,随时间的推移,其径向围岩位移变化速率逐渐趋于稳定。     

用于GPPD谱仪的大面积闪烁体中子探测器性能测试

中国散裂中子源（Chinese Spallation Neutron Source,CSNS）的建成为中子散射技术的发展和应用奠定了基础。通用粉末衍射谱仪（general purpose powder diffractometer,GPPD）是CSNS一期建设的三条谱仪之一。研制了用于GPPD的大面积闪烁体探测器阵列,在CSNS的BL20中子束线上开展了探测器关键性能参数的实验测试。测试结果显示,对波长为1.4 Å和2.8 Å的中子,其探测效率分别为（38.5±1.7）%和（56.1±1.1）%,模拟与实验相结合,给出对2 Å的中子,其探测效率约为（46.1±2.0）%,有效面积内的探测效率不均匀度约为19.6%,经优化后可以降低到14.9%;探测器位置分辨可以达到4.0 mm×4.0 mm,最高计数率约79 kHz。探测器单元的整体性能指标能满足GPPD的物理需求。     

用于高能轻粒子探测的延迟线PPAC(英文)

气体探测器有成本低廉、制备简单、性能可靠和方便使用等特点。研制了一种5层板结构的延迟线平行板雪崩电离室（PPAC）,用于兰州放射性束流线（RIBLL）上开展的实验。在57.6 MeV/u的6He束流条件下测试了这种探测器对高能轻粒子的适用性,得到了位置分辨为1.8 mm (FWHM), 时间分辨为2.6 ns, 以及可靠的探测效率。The gas detectors have the characteristics of low cost, easy preparation, reliable capability and convenient for use etc. A delay line parallel plate avalanche counter(PPAC) with five plates has been developed for the experiments at Radioactive Ion Beam Line in Lanzhou(RIBLL). The applicability of counter for high energy light ion has been tested with 57.6 MeV/u 6He beam. A position resolution of ~1.8 mm(FWHM) and a timing resolution of ~2.6 ns are achieved. The detection efficiency is reasonable.     

基于制冷CCD的热中子数字成像系统

为在新堆上建立高性能中子照相装置进行技术积累，保持和提高中子照相技术研究和应用水平，缩小该领域与国外技术的差距，利用SPRR-300反应堆为中子源，研制了热中子数字成像系统。     

样品转动方式对中子全息成像结果的影响

在中子全息成像实验中, 为避免透射中子干扰, 入射中子束方向与样品-探测器方向不能在一条直线上, 同时采用探测器移动结合样品转动或仅样品转动的方式, 避免探测系统的大范围移动. 因此在样品的转动过程中, 入射中子束和探测器相对于样品的位置同时发生改变, 内源全息项和内探测器全息项作为变量被记录在同一幅全息图中, 并在重建过程中相互干扰. 本文对基于中子三轴谱仪和四圆谱仪的三种不同转动方式进行了中子全息记录和重建模拟研究, 并讨论其修正方法. 结果表明, 各转动方式都可以通过适当的方法消除或减轻相关影响, 而其中基于三轴谱仪的纯样品转动方式可以使用两个探测器记录的方式, 避开入射中子束方向与样品-探测器方向不能在一条直线上的限制, 得到完整的全息图, 同时通过数据处理能基本消除相对转动造成的干扰, 达到理想的重建结果, 在条件允许的情况下应予优先采用.     

Efficient fluorescence from perylene orange encapsulated in AlPO_4 mesoporous glass

<正>AlPO_4 mesoporous glass doped with perylene orange(PO) is prepared using two steps.The effects of dipping time and PO concentration on the fluorescent properties and molecular formation are investigated through absorption spectra,excitation spectra,and emission spectra.A slight increase in the intensity of excitation bands formed at 499 and 468 nm is ascribed to PO J-dimers aggregates as the dipping time increased from 2 to 24 h at high PO concentration(4×10~(-3) mol/L).This is also the reason behind the concentration increase from 4×10~(-6) to 4×10~(-3) mol/L for the 16 h dipping.The excitation spectra,and the emission spectra of samples doped with PO show a slight red shift as the dipping time and the PO concentration increase.AlPO_4 mesoporous glass is suitable to host the PO at high concentration.     

中子照相数值模拟与实验的对比

 介绍了热中子照相的MCNP数值模拟方法，模拟了300＃反应堆Maxwell谱热中子束穿透样品射到转换屏的过程，给出了热中子对铝、铅、铁、铜的穿透能力，分析了引起模拟与实验结果不同的原因。通过模拟得到了清晰的图像，对比数值模拟与在300#反应堆中子照相装置上的实验结果，数值模拟结果图像与实验结果图像非常相似；散射中子对图像的影响也符合相同的规律，随着样品与转换屏之间的距离的增大，散射中子对结果图像的影响越来越小，当样品与转换屏之间的距离为样品尺寸的2倍时可以忽略散射中子的影响。