基于国产THGEM热中子探测器的实验研究
发布时间：2021-08-20 10:37
作为研究物质结构和动力学性质的理想探针,中子散射技术已在众多学科领域被广泛采用。随着国际上新一代高通量散裂中子源的投入运行,传统的热中子探测器,如广泛采用的3He管探测器,已经不能满足高通量的应用需求。同时,由于3He气体资源严重短缺的国际形势,研究可替代3He管的新型热中子探测器迫在眉睫。基于GEM （Gas Electron Multiplier）的热中子探测器是由多层级联涂硼GEM膜作为热中子转换载体,通过一级或多级GEM进行气体放大,由读出电极将热中子击中信息读出。GEM探测器性能突出,计数率高达10MHz/mm2以上,具有与3He探测器可比拟的n/γ区分能力,位置分辨率高,信号读出方式简单灵活,耐辐射,可大面积制作,在国际上被广泛认为是发展新型热中子探测技术的重要发展方向。由于标准GEM膜长期以来只能依赖从CERN进口,价格高而且定制周期长,这已经成为制约国内发展基于GEM这一新型热中子探测技术的瓶颈。2011年高能所与中国科学院大学,分别成功研制出基于国内PCB工业生产的国产THGEM （Thick Gas Electron Multiplier）,相对于标准GEM, TH...
【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 引言
第二章 中子源与中子探测技术发展
2.1 中子源发展
2.1.1 同位素中子源
2.1.2 反应堆中子源
2.1.3 加速器中子源
2.1.4 中国散裂中子源
2.2 中子应用技术
2.2.1 中子散射技术
2.2.2 中子照相
2.2.3 其它中子应用技术
2.3 中子探测技术发展
2.3.1 中子探测方法
2.3.2 常用中子探测器
2.3.3 中子探测技术发展瓶颈
2.4 本章小节
第三章 涂硼GEM热中子探测器
3.1 国内外研究现状
3.2 探测器原理与结构
3.3 探测器关键技术
3.3.1 涂硼技术
3.3.2 GEM膜
3.3.3 读出电子学
3.4 本章小节
第四章 国产THGEM性能测试
4.1 UCAS-THGEM膜测试
4.1.1 探测器结构
4.1.2 电子学刻度与增益计算
4.1.3 测试结果
4.2 I HEP-THGEM膜测试
4.2.1 探测器结构
4.2.2 测试结果
4.3 本章小结
第五章 基于国产THGEM热中子探测器样机研制
5.1 探测器结构
5.2 信号引出与读出电子学
5.3 高压输入
5.4 探测器系统设计
5.5 本章小结
第六章 探测器调试与初步性能测试
6.1 均匀性测试
6.2 X光机束流测试
6.2.1 测试用X光机介绍
6.2.2 计数率测试
6.2.3 本征位置分辨率测试
6.2.4 二维成像测试
6.3 ~(252)Cf中子源测试
6.3.1 测试环境
6.3.2 初步测试结果
6.4 本章小结
第七章 反应堆中子束流实验
7.1 实验环境
7.2 束流标定与探测效率
7.3 位置分辨率
7.4 二维成像
7.5 本章小结
第八章 总结与展望
参考文献
发表文章情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Neutron beam monitor based on a boron-coated GEM[J]. 周健荣,孙志嘉,刘贲,王艳凤,杨桂安,周良,许虹,董静,杨雷,李仪. 中国物理C. 2011(07)
[2]利用3He中子监测仪对中子管产额进行实验监测[J]. 白金昌,景士伟,张明睿,乔双,严长春. 物理实验. 2010(11)
[3]中国散裂中子源简介[J]. 韦杰. 现代物理知识. 2007(06)
[4]Am-Be中子源在石蜡慢化体内的中子通量密度和镉比分布[J]. 刘圣康,王述新. 原子能科学技术. 1984(04)
博士论文
[1]二维位置灵敏X射线气体电子倍增器（GEM）的研制[D]. 董静.兰州大学 2009
硕士论文
[1]涂硼GEM中子束监测器的模拟研究[D]. 王艳凤.华中师范大学 2011
本文编号：3353343
【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 引言
第二章 中子源与中子探测技术发展
2.1 中子源发展
2.1.1 同位素中子源
2.1.2 反应堆中子源
2.1.3 加速器中子源
2.1.4 中国散裂中子源
2.2 中子应用技术
2.2.1 中子散射技术
2.2.2 中子照相
2.2.3 其它中子应用技术
2.3 中子探测技术发展
2.3.1 中子探测方法
2.3.2 常用中子探测器
2.3.3 中子探测技术发展瓶颈
2.4 本章小节
第三章 涂硼GEM热中子探测器
3.1 国内外研究现状
3.2 探测器原理与结构
3.3 探测器关键技术
3.3.1 涂硼技术
3.3.2 GEM膜
3.3.3 读出电子学
3.4 本章小节
第四章 国产THGEM性能测试
4.1 UCAS-THGEM膜测试
4.1.1 探测器结构
4.1.2 电子学刻度与增益计算
4.1.3 测试结果
4.2 I HEP-THGEM膜测试
4.2.1 探测器结构
4.2.2 测试结果
4.3 本章小结
第五章 基于国产THGEM热中子探测器样机研制
5.1 探测器结构
5.2 信号引出与读出电子学
5.3 高压输入
5.4 探测器系统设计
5.5 本章小结
第六章 探测器调试与初步性能测试
6.1 均匀性测试
6.2 X光机束流测试
6.2.1 测试用X光机介绍
6.2.2 计数率测试
6.2.3 本征位置分辨率测试
6.2.4 二维成像测试
6.3 ~(252)Cf中子源测试
6.3.1 测试环境
6.3.2 初步测试结果
6.4 本章小结
第七章 反应堆中子束流实验
7.1 实验环境
7.2 束流标定与探测效率
7.3 位置分辨率
7.4 二维成像
7.5 本章小结
第八章 总结与展望
参考文献
发表文章情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Neutron beam monitor based on a boron-coated GEM[J]. 周健荣,孙志嘉,刘贲,王艳凤,杨桂安,周良,许虹,董静,杨雷,李仪. 中国物理C. 2011(07)
[2]利用3He中子监测仪对中子管产额进行实验监测[J]. 白金昌,景士伟,张明睿,乔双,严长春. 物理实验. 2010(11)
[3]中国散裂中子源简介[J]. 韦杰. 现代物理知识. 2007(06)
[4]Am-Be中子源在石蜡慢化体内的中子通量密度和镉比分布[J]. 刘圣康,王述新. 原子能科学技术. 1984(04)
博士论文
[1]二维位置灵敏X射线气体电子倍增器（GEM）的研制[D]. 董静.兰州大学 2009
硕士论文
[1]涂硼GEM中子束监测器的模拟研究[D]. 王艳凤.华中师范大学 2011
本文编号：3353343
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hkxlw/3353343.html
