强激光与粒子束
2023, 35(11): 119002
1 中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
2 中国科学研究院高能物理研究所, 北京 100049
3 中国科学研究院上海同步辐射光源, 上海 201204
在惯性约束聚变实验研究中,硬X光能谱的定量诊断设备滤波荧光谱仪的核心探测元件为硬X光闪烁探测器。鉴于此,建立一种基于半导体硬X光二极管的硬X光探测器能量灵敏度校准方法,其具有快速简便的优点,量值溯源不依赖放射源强度,校准不确定度为7%。首先,利用该方法分别在硬X光机和上海同步辐射光源上实现对碘化钠和氟化钡闪烁探测器在不同能量灵敏度范围的能量灵敏度校准。其次,使用蒙特卡罗模拟程序Geant4计算两种类型探测器的理论灵敏度曲线,并与校准实验结果进行比较分析,将校准数据外推到整个能量范围(10~100 keV)。最后,将该方法应用到真空隔离片能量透过率的精密校准,低灵敏BaF2闪烁探测器的校准结果可应用于高亮度硬X光源实验的研究。
光学学报
2022, 42(11): 1134014
采用高低温试验方法探究了温度变化对 NaI(Tl)闪烁探测器性能及能谱测量的影响，观察能谱并以常温 25 °C为基准，计算 137Cs的0.662 MeV、60Co源1.173 MeV,1.332 MeV特征峰位道址、γ射线全能峰计数率、能量分辨率在 25 °C下相对变化值。结果为： 137Cs的0.662 MeV、60Co源1.173 MeV, 1.332 MeV特征峰位道址在 0 °C~20 °C范围内基本保持一致，在 20 °C~45 °C范围内随温度升高逐渐降低； 0.662 MeV和1.173 MeV全能峰计数率随温度变化分别在±5.19%和±4.48%范围内保持一致； 3个对应能量分辨率分别在 ±4.3%范围内随温度变化保持一致。可看出利用 γ源作为稳峰源是可行的。
NaI(Tl)闪烁探测器 温度变化 峰位道址 稳谱 NaI(Tl) scintillation detector temperature variation peak path address spectrum stabilization 太赫兹科学与电子信息学报
2019, 17(5): 910
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, 西安 710024
确定了利用全吸收法测量硬X射线能注量的技术方案,阐述了能注量测量的基本原理。结合实际测量环境,选择光电管和高密度硅酸镥闪烁体作为测量系统,分析了各个测量组件参数的影响因素。利用蒙特卡罗程序模拟了硬X射线在闪烁体中能量沉积的轴向分布,并计算了光子的透射率,据此确定了硅酸镥闪烁体的厚度为20 mm。完成了准直系统和电磁屏蔽系统的设计,增加了信噪比。
脉冲硬X射线 能注量 闪烁探测器 硅酸镥闪烁体 pulse hard X-ray fluence scintillation probe LSO scintillator 强激光与粒子束
2016, 28(1): 014006
1 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
2 中国原子能科学研究院, 北京 100049
根据NaI(Tl)闪烁探测器可用于单光子计数的特性, 探索了一种测量放射源入射下闪烁探测器脉冲电荷谱来实现其绝对灵敏度标定的方法。实验对标定系统的电荷数字转换记录器进行了绝对标定, 得到了用于ICF实验中重要诊断设备滤波-荧光谱仪的NaI(Tl)闪烁探测器的绝对灵敏度。灵敏度标定数据不确定度小于10%, 较传统的放射源标定方法(15%)显著提高, 同时标定能量范围扩大到100 keV以上。最后, 实验结果与Geant4模拟程序计算的结果进行了比对, 符合得较好。
闪烁探测器 单光子计数 灵敏度 标定 scintillator single photon counting sensitivity calibration 强激光与粒子束
2015, 27(3): 032022
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心， 四川 绵阳 621900
塑料闪烁探测器通常用来测量氘氘、氘氚聚变中子产额。中子在闪烁体中产生的质子数的统计涨落及质子在闪烁体中沉积能量的统计涨落为测量结果引入了两项不确定度分量。以氘氚聚变中子为例，分析了这两种统计涨落的概率密度函数的计算方法，该计算方法也适用于其它能量的单能快中子和塑料闪烁体作用的相应计算。
DT聚变中子 符号计算软件Mathematica 分布函数 中子闪烁探测器 DT fusion neutron symbolic computation software Mathematica distribution function scintillation neutron detector
1 西北核技术研究所, 西安 710024
2 中国原子能科学研究院, 北京 102413
利用中子飞行时间技术和BC501A液体闪烁探测器的粒子分辨特性，测量了0°方向、20 MeV氘束轰击厚金属铍靶反应产生的中子源能谱，测量的中子能谱范围为0.7～25.0 MeV。在60°方向放置芪晶体闪烁探测器，由刻度好的BC501A液体闪烁探测器归一校正后，用于中子源强度监测。利用Be(d, n) 反应中子源，采用单粒子灵敏度标定方法，实验标定了0.75~15.75 MeV能量范围内的薄膜闪烁探测器中子能量响应曲线，实验结果与蒙特卡罗模拟计算结果在8%的不确定度范围内一致。
飞行时间 闪烁探测器 n)反应 中子能谱 灵敏度 time-of-flight scintillation detector Be(d Be(d n) reaction neutron energy spectra sensitivity
中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
超快中子探测器是ICF聚变反应速率测量系统的核心部件。利用蒙特卡罗粒子输运工具包Geant4模拟了一种超快中子探测器BC-422型闪烁探测器的中子探测过程, 计算出了几种厚度的BC-422型闪烁体的探测效率、输出光信号强度和时间分辨力；对比了闪烁体的2种不同反射表面对输出光信号强度和时间分辨力的影响。计算的结果显示: 设计适当的BC-422型闪烁探测器能够测量的最低中子产额在108量级, 对DT中子的信号时间分辨力好于20 ps, 对DD中子的信号时间分辨力达到30 ps, 能够用于大型激光装置及其原型的聚变反应速率测量。
核探测 聚变反应速率测量 塑料闪烁探测器 蒙特卡罗方法 超快时间分辨力 nuclear detection fusion reaction-rate measurements scintillator Monte Carlo method ultra fast temporal resolution
中国科学技术大学 安徽省物理电子学重点实验室,合肥 230026
ICF实验会产生大量X射线和γ射线,其在光电倍增管(PMT)中产生的脉冲信号过大,导致前端电子学电路饱和,严重影响电路的正常工作和中子飞行时间的测量。结合前端电子学系统的结构,对电路饱和的原因进行了深入分析,提出了非线性抗饱和电路改进方案,并进行了仿真和实验研究。仿真结果表明,该设计方案能够大幅衰减大信号而确保小信号的通过,信号通过后电路基线能在35 ns内恢复;电路的实测结果与仿真结果基本相同。这表明:采取的方案简洁有效,能够确保输入高达数十V脉冲的情况下电路的正常工作。目前这一电路已经得到应用,并将安装在某大型激光原型的大阵列中子探测器上。
前端电子学 抗饱和 闪烁探测器 ICF ICF front-end electronics anti-saturation scintillantion detector
中国工程物理研究院,核物理与化学研究所,四川,绵阳,621900
介绍了利用飞行时间技术测量Z箍缩装置单氘丝中子发射.实验发现,Z箍缩中子发射过程中,伴随产生很强的硬X射线,利用铝丝阵产生硬X射线的实验,建立较好的硬X射线屏蔽,大大减弱了它的辐射强度.所采用的双闪烁探测器中子探测系统,进行了3个发次的单氘丝负载实验,确认产生了聚变氘氘中子.4172发次实验测量结果表明,中子产额1.5×109,中子能量为(2.45±0.26) MeV.实验结合分幅照相数据分析认为,峰电流和负载未能很好匹配,等离子体存在不稳定现象.
Z箍缩 氘丝 中子 闪烁探测器
