作者单位
摘要
1 南京航空航天大学 材料科学与技术学院南京 210000
2 兰州大学 核科学与技术学院兰州 730000
n/γ射线双粒子反应深度(Depth of Interaction,DOI)探测器可以实现中子与γ射线甄别并记录粒子在探测器中的反应位置,在对特殊核材料等危险放射性物质的定位成像研究中发挥着重要作用。传统的放射性定位成像装置都依赖具有n/γ射线甄别能力的探测器阵列,从而导致成像测量装置结构复杂、成本高。针对此问题,设计了一种基于EJ276塑料闪烁体(Φ3 cm×15 cm)的双粒子反应深度探测器,采用硅光电倍增管在闪烁体两端进行信号读出,并综合利用两端信号幅度与飞行时间对比进行粒子反应位置确定。利用Am-Be中子源和137Cs γ源对探测器进行参数优化和分辨率刻度,结果显示:该探测器在灵敏区内探测效率均匀性较好,反应位置分辨率约4.4 cm。
反应深度探测器 塑料闪烁体 n/γ甄别 位置分辨率 Depth-of-interaction detector Plastic scintillator Neutron/gamma-ray discrimination Position resolution 
核技术
2023, 46(7): 070402
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of High Field Laser Physics and CAS Center for Excellence in Ultra-intense Laser Science, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai, China
2 Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing, China
3 Department of Physics, Shanghai Normal University, Shanghai, China
Laser-accelerated electrons are promising in producing gamma-photon beams of high peak flux for the study of nuclear photonics, obtaining copious positrons and exploring photon–photon interaction in vacuum. We report on the experimental generation of brilliant gamma-ray beams with not only high photon yield but also low divergence, based on picosecond laser-accelerated electrons. The 120 J 1 ps laser pulse drives self-modulated wakefield acceleration in a high-density gas jet and generates tens-of-MeV electrons with 26 nC and divergence as small as $1.51{}^{\circ}$ . These collimated electrons produce gamma-ray photons through bremsstrahlung radiation when transversing a high-Z solid target. We design a high-energy-resolution Compton-scattering spectrometer and find that a total photon number of $2.2\times {10}^9$ is captured within an acceptance angle of $1.1{}^{\circ}$ for photon energies up to $16\;\mathrm{MeV}$ . Comparison between the experimental results and Monte Carlo simulations illustrates that the photon beam inherits the small divergence from electrons, corresponding to a total photon number of $2.2\times {10}^{11}$ and a divergence of $7.73{}^{\circ}$ .
bremsstrahlung Compton scattering gamma-ray beam laser-electron acceleration spectrometer 
High Power Laser Science and Engineering
2023, 11(2): 02000e26
作者单位
摘要
沈阳化工大学分析测试中心 沈阳 110142
采用溶胶-凝胶法在复合基底Pt/Ti/SiO2/Si上制备系列Bi3.25Ce0.75Ti3O12(BCTO)铁电薄膜,并对薄膜进行了不同剂量的γ射线辐照。通过热重-示差扫描量热分析仪(TG-DSC)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜-能谱仪(SEM-EDS)和铁电测试仪等对辐照前后的薄膜的结构、微观形貌、铁电性、漏电性以及抗疲劳性等进行了对比研究。结果表明:随着对γ射线吸收剂量的增加,薄膜的晶体结构没有改变;薄膜的铁电性能显著减弱,剩余极化2Pr从辐照前的51.5 μC/cm2下降到23.7 μC/cm2;薄膜的漏电流密度增大,从辐照前的0.9×10-7 A/cm2增大到7.2×10-7 A/cm2;在经历1012次开关极化循环后,部分薄膜出现疲劳现象。
γ射线 BCTO铁电薄膜 铁电性 漏电性 疲劳性 Gamma ray Bi3.25Ce0.75Ti3O12 ferroelectric thin films Ferroelectricity Leakage current Fatigue performance 
辐射研究与辐射工艺学报
2022, 40(6): 060202
作者单位
摘要
1 西安交通大学核科学与技术学院, 陕西西安 710049
2 西北核技术研究所强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室, 陕西西安 710024
为了深入研究 H2和 H2O进入氧化层后对双极器件辐射效应的影响机制, 以栅控双极晶体管为研究载体, 分别开展了不同浓度 H2浸泡中的辐照试验和温湿度试验后的总剂量辐照试验。试验结果表明, 随着氢气浸泡浓度的增加, 器件的抗辐射能力逐渐降低; 而温湿度试验后, 由于水汽的进入, 器件在随后的辐照试验过程中辐射损伤呈增大趋势。在此基础上, 利用栅控栅扫描法进行氧化层辐射感生缺陷的定量分离, 发现 H2和 H2O进入器件氧化层后, 均会造成辐射感生界面陷阱电荷 Nit的增加, 并在一定程度上降低辐射感生氧化物陷阱电荷 Not的量, 结合理论分析进一步给出了 H2和 H2O造成器件损伤增强的潜在机制。研究成果对于辐射环境用电子系统的抗辐射性能评价和应用具有参考意义。
双极器件 电离总剂量 湿度  γ射线 bipolar devices Total Ionization Dose(TID) humidity hydrogen gamma ray 
太赫兹科学与电子信息学报
2022, 20(9): 897
作者单位
摘要
1 清华大学 工程物理系,北京 100084
2 北京师范大学 核科学与技术学院,北京 100875
基于高亮度电子束与超短强激光相互作用的逆康普顿散射X/γ射线源具有单色性好、能量可调、偏振可控等特点,在核安全及核安保领域具有广泛的应用前景。清华大学将研制国际上首套能量达MeV的紧凑准单能伽马源装置并开展包括先进辐射成像、基于核共振荧光的物质分析检测等应用工作。给出该光源设计方案,以及针对其关键性能指标进行的优化及光源最终性能指标。目前已完成光源的设计,正在进行部件的加工采购,预计将于2023年启动装置的安装调试工作,于2025年完成项目的调试和验收。
逆康普顿散射 伽马射线 电子束 激光 核共振荧光 inverse Compton scattering gamma-ray electron beam laser nuclear resonance fluorescence 
强激光与粒子束
2022, 34(10): 104010
作者单位
摘要
1 陕西迪泰克新材料有限公司, 西安 712034
2 西北工业大学材料学院, 凝固技术国家重点实验室, 辐射探测材料与器件工信部重点实验室, 西安 710072
3 中国科学院高能物理研究所, 粒子天体物理重点实验室, 北京 100049
CdZnTe(CZT)探测器目前在国内外天体物理研究中占有重要的地位。本文采用蒙特卡洛软件GEANT4模拟了CZT伽马射线探测器对伽马射线的能谱响应, 研究了电子和空穴的输运特性、外加偏压、探测器厚度等因素对平面型探测器的能谱特性的影响规律。结果表明, 在电子收集效率较高时, 能量分辨率明显受迁移率寿命积比值((μτ)e/(μτ)h)的影响, 比值越小, 能量分辨率越好。增加工作电压可以提高载流子的收集效率和探测器的能量分辨率。在电子收集效率较高时, 增大厚度可以弱化空穴信号贡献, 提高能量分辨率。漂移程与晶体厚度之比(μτ)eE/d可以用来估算平面型CZT探测器对低能射线的收集效率, 并计算出其对应关系。
辐射探测晶体 伽马射线探测器 CdZnTe探测器 CdZnTe晶体 能量分辨率 能谱 radiation detection crystal gamma ray detector CdZnTe detector GEANT4 GEANT4 CdZnTe crystal energy resolution energy spectrum 
人工晶体学报
2021, 50(10): 1883
武蕊 1范东海 1康阳 1万鑫 1[ ... ]查钢强 1,3
作者单位
摘要
1 西北工业大学, 辐射探测材料与器件工信部重点实验室, 西安 710072
2 深圳中广核工程设计有限公司, 深圳 518124
3 西北工业大学深圳研究院, 深圳 518063
自从1895年伦琴发现X射线以来, 辐射探测技术快速发展, 被广泛应用于医疗影像、安检安防、工业无损检测、核安全监测、资源勘探、基础科学和空间科学等诸多领域。从探测材料和工作原理划分, 辐射探测器主要可分为气体探测器、闪烁体探测器和半导体探测器。本文从各类射线与半导体材料的相互作用以及半导体探测器工作原理和信号处理过程入手, 探讨了不同辐射类型、不同应用需求对半导体辐射探测器的性能要求以及探测器设计要点, 并按照元素族序的顺序对半导体材料在辐射探测领域的性能表现和研究进展进行了综述。
核辐射探测器 半导体 伽马射线探测器 X射线探测器 粒子探测器 CdZnTe探测器 硅探测器 nuclear radiation detector semiconductor gamma ray detector X-ray detector particle detector CdZnTe detector silicon detector 
人工晶体学报
2021, 50(10): 1813
Author Affiliations
Abstract
1 Key Lab of Optical Fiber Sensing & Communications, University of Electronic Science & Technology of China, Chengdu 611731, China
2 Metrology and Testing Center, China Academy of Engineering Physics (CAEP), Mianyang 621900, China
3 National Institute for Laser, Plasma and Radiation Physics Center for Advanced Laser Technologies, Magurele RO-077125, Romania
4 “Horia Hulubei” National Institute of Physics and Nuclear Engineering, MAgurele RO-077125, Romania
5 Photonics and Optical Communications, The University of New South Wales (UNSW), Sydney 2052, Australia
The effects of gamma ray (γ-ray) radiation and electron beam (e-beam) radiation on Rayleigh scattering coefficient in single-mode fiber are experimentally investigated. Utilizing an optical time domain reflectometry (OTDR), the power distribution curves of the irradiated fibers are obtained to retrieve the corresponding radiation-induced attenuation (RIA). Based on the backscattering power levels and the measured RIAs, the Rayleigh scattering coefficients can be characterized quantitatively for each fiber sample. Under the given radiation conditions, Rayleigh scattering coefficients have been changed very little while RIAs have been changed significantly. Furthermore, simulations have been implemented to verify the validity of the measured Rayleigh scattering coefficient, including the splicing points.
Gamma ray electron beam Rayleigh scattering radiation-induced attenuation Rayleigh scattering coefficient 
Photonic Sensors
2021, 11(3): 298
作者单位
摘要
1 中国原子能科学研究院 核数据重点实验室,北京 102413
2 南华大学 核科学技术学院,湖南 衡阳 421001
3 华能山东石岛湾核电有限公司,山东 荣成 264312
利用BaF2晶体对γ射线探测效率高、时间分辨率好的特点,研制了国内首套由40个BaF2探测器单元组成的γ全吸收型探测装置,用于在线测量中子俘获反应截面。在HI-13串列加速器上建立250~850 keV的中子源,其0°角的源强约为5.09×106 n/(Sr·s),使用γ全吸收型探测装置,通过瞬发γ射线法测量了93Nb、197Au、natC和空样品的实验数据。根据BaF2探测器信号的特征,采用了基线补偿、软件阈值设置、时间窗限定、脉冲幅度积分增长率设置和快慢成分比设置等多种数字化波形分析方法,剔除噪声信号以提高效应本底比。以197Au样品数据为标准,natC样品数据为样品相关性本底,空样品数据为样品无关性本底,采用相对测量法得到了93Nb的中子俘获反应截面实验数据。通过与ENDF评价库数据的比较,验证了测量装置和技术方法的可行性。
γ全吸收型探测装置 中子俘获反应截面 中子源 波形分析 gamma-ray total absorption facility cross section of neutron capture reaction neutron source waveform analysis 
强激光与粒子束
2021, 33(4): 046001
Author Affiliations
Abstract
1 CAS Key Laboratory of Geospace Environment and Department of Engineering and Applied Physics, University of Science and Technology of China, Hefei230026, China
2 Science and Technology on Plasma Physics Laboratory, Laser Fusion Research Center, China Academy of Engineering Physics, Mianyang621900, China
3 CAS Center for Excellence in Ultra-intense Laser Science (CEULS), Shanghai200031, China
4 IFSA Collaborative Innovation Center, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai200240, China
In the laser plasma interaction of quantum electrodynamics (QED)-dominated regime, γ-rays are generated due to synchrotron radiation from high-energy electrons traveling in a strong background electromagnetic field. With the aid of 2D particle-in-cell code including QED physics, we investigate the preplasma effect on the γ-ray generation during the interaction between an ultraintense laser pulse and solid targets. We found that with the increasing preplasma scale length, the γ-ray emission is enhanced significantly and finally reaches a steady state. Meanwhile, the γ-ray beam becomes collimated. This shows that, in some cases, the preplasmas will be piled up acting as a plasma mirror in the underdense preplasma region, where the γ-rays are produced by the collision between the forward electrons and the reflected laser fields from the piled plasma. The piled plasma plays the same role as the usual reflection mirror made from a solid target. Thus, a single solid target with proper scale length preplasma can serve as a manufactural and robust γ-ray source.
gamma-ray plasma mirror preplasma 
High Power Laser Science and Engineering
2020, 8(4): 04000e34

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