针对中子散射成像建立了一种快速反投影重建方法，这种方法首先根据每一个散射事件确定粒子可能所在的空间范围，然后该空间范围中进行重建，大大减少了重建的运行时间。应用所建立的方法对模拟的成像数据进行处理，结果表明：重建源与实际源的位向一致,对1000个散射数据进行处理，用时约3 s；对5探测单元成像得到的模拟数据处理，得到重建后点源的位向分辨为8.0°；重建源的位向分辨不随设定重建平面的位置而改变，但重建平面距探测平面越近，重建速度越快；当重建平面达到一定尺寸时，继续增加大重建平面尺寸，重建的运行时间增加不明显，该方法在大视场空间探测成像应用中，具有较高的重建效率。

采用粒子输运程序MCNP与FORTRAN，MATLAB程序相结合，对一种5单元结构的中子散射相机原型进行了蒙特卡罗模拟，对252Cf裂变中子源进行了图像、能量的重建。结果表明：该相机的能量分辨力为9%左右，角分辨与闪烁体的体积有关; 中子能量为2 MeV左右时，散射相机的探测效率达到最大值; 源的距离、闪烁体尺寸、前后面板距离、事件数等对重建图像的分辨力都有不同程度的影响; 散射相机可以获得裂变中子源的能谱形状，但系统的结构、探测阈值等会使能谱测量造成一定的偏差。该理论工作的结论可推广到由更多单元组成的散射相机中使用。

利用数值方法研究了SOI脊形光波导损耗问题,重点讨论了PIN结构对自由载流子损耗控制的影响情况。研究表明SOI脊形波导在引入PIN结构后,偏置电压、入射光强和本征区宽度是影响自由载流子吸收损耗的主要因素,通过调整PIN结所加偏置电压、入射光强和本征区宽度,可以实现对脊形波导自由载流子吸收损耗的控制。计算结果可为硅基光调制器和拉曼激光器的设计制备提供一定的参考依据。

对4He闪烁裂变中子探测器的中子灵敏度进行了理论和实验研究。采用蒙特卡罗方法模拟了不同能量中子和不同厚度裂变靶产生的裂变碎片在4He中的能量沉积，计算结果表明：中子在4He气中的能量沉积曲线和裂变碎片的能量沉积曲线能够互补，从而使探测器对中子的能量响应变得更平坦；探测器的中子灵敏度为10-15 C·cm2量级。并对探测器的中子灵敏度进行了实验标定，实验结果与理论计算结果较为一致。

在研究通道衰减、探测方法分离和探测器中子/γ射线本征分辨的基础上，研究了测量高能脉冲裂变中子数目的探测技术。基于电流型Si-PIN探测器，设计了减本底的背靠背探测结构，给出了测量强γ射线和低能散射中子干扰信号及有效扣除强辐射本底的实现方法，最终实现了高n/n′和n/γ分辨测量和强裂变中子、γ射线混合场中的高能脉冲裂变中子数目探测，探测系统的信号/辐射本底比可达到10倍以上。

利用基于解析公式的理论方法来计算狭缝式裂变探测系统的中子灵敏度。采用积分和泰勒展开法推导了铀裂变材料在中子作用下产生的碎片数目及PIN探测器接收碎片的概率, 并得到该系统的中子灵敏度理论计算公式。在D-T中子源上对该探测系统的中子灵敏度进行了实验标定, 并将实验结果与解析公式计算得到的理论值进行比较。结果表明: 理论计算值与实验结果保持一致, 两者之间的偏差小于10%。

实验测量了自行研制的三明治电极结构化学气相沉积(CVD)金刚石薄膜探测器在室温下对241Am,243Am 与244Cm α粒子的能谱响应,得到了其α粒子响应电荷收集效率随偏压的变化关系;获得了不同偏压下其相对平均电荷收集效率及响应谱下降沿10%处的相对电荷收集效率。结果表明:所研制的CVD金刚石薄膜探测器性能稳定,对α粒子响应的电荷收集效率随偏压的增加而趋于饱和,对α粒子平均电荷收集效率达33.5%,谱下降沿10%处的电荷收集效率达57%。

介质型快中子探测器的中子直照响应对其设计和实际应用具有重要影响.利用Geant4编制Monte-Carlo模拟程序对此型探测器的中子直照响应进行了计算.模拟了探测器芯子常用材料在中子入射时带电重粒子的发射情况,发现电荷收集极、卡阈吸收片和后高压绝缘层材料的选择对中子直照响应特性有直接影响.在现有的以聚四氟乙烯为卡阈吸收片和后高压绝缘层材料的探测芯子中,直照响应给总的中子灵敏度带来约6%的贡献.提出了一种使用高电阻率石墨作为卡阈吸收片和后高压绝缘层材料的探测芯子的优化结构,可有效降低中子直照响应.

采用ING-103型DPF脉冲中子源产生的14.1 MeV脉冲中子对EMI两个不同型号的光电倍增管EMI-9815B和EMI-9850B进行了直照实验.针对DPF脉冲中子源产生中子脉冲的同时也会产生X射线脉冲的特点,采取了飞行时间法及吸收衰减法来消除X射线对中子脉冲的干扰.利用中子及X射线速度的差异,将光电倍增管放置在离源较远的测点位置,测得了X射线脉冲和中子脉冲时间上错开的双峰波形.通过在辐射通道内添加5 cm厚的铅吸收体有效地抑制了X射线峰,在离源较近的测量位置测到了干净的脉冲中子波形.根据实测波形,得到的光电倍增管EMI-9815B和EMI-9850B中子直照灵敏度分别为10-13与10-15量级,该结果与理论计算结果在量级上一致.

光电倍增管的中子直照响应对脉冲中子探测器的设计和实际应用具有重要影响.分析了中子束直接照射光电倍增管产生直照响应的过程和机理.中子与光电倍增管入射窗硼硅玻璃中的硼和硅发生(n,α)和(n,p)反应,导致窗玻璃产生荧光,从而使光阴极发射光电子.在5SDH-2小串列加速器上,选用9815B和9850B两种光电倍增管进行实验,得到了光电倍增管的中子直照灵敏度能谱响应曲线.结果表明:中子能量由低到高变化时,光电倍增管的中子直照灵敏度也随之增大;两种光电倍增管的中子直照灵敏度比值为1.9×10²～2.74×10²,该值与其相应的增益比量级一致.