基于闪烁体及切伦科夫的中子通量监测器的性能研究
发布时间：2022-02-15 14:48
随着核科学技术的发展,中子技术在各学科上得到了广泛应用,极大地促进了人们对中子探测方法及中子探测器的研究。尤其是随着核技术在工业领域的发展,基于瞬发γ射线中子活化分析（PGNAA）技术的工业物料实时在线检测装置常使用具有高中子产额的中子发生器作为中子源项,而中子发生器可能存在中子产额不稳定的情况,所以对中子通量的监测尤为重要。3He正比计数器具有热中子探测效率高、对γ射线不敏感、使用方便等特点,在中子探测中被广泛采用。但是由于3He气体的匮乏,导致3He正比计数器价格昂贵,所以研发的新型中子探测器具有重要意义。一种基于闪烁体及切伦科夫的中子通量监测器被证明能用于D-T中子发生器的中子通量监测。为了拓展该探测器的应用领域,进一步了解探测器的相关性能指标,本文对该探测器的测量精度、能量响应、距离响应及探测效率等性能参数进行更深入的研究,主要内容如下:（1）针对之前研发的探测器原型机,完成了探测器样机封装。使用GEANT4软件模拟了不同中子源入射探测器的情况,得到探测器在不同中子-伽玛混合场中,闪烁体和切伦科夫层的计数。然后根...
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省211工程院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
n-γ分辨快中子探测系统原理图
HDPE 转换层和不加 HDPE 转换层的探测器的检测性能[28]。都等人对3He 正比计数器的性能进行研究，通过 GEANT4 软件模拟研究在不化体包裹下，3He 正比计数器的探测效率与中子能量之间的关系，得到在相探测效率随入射中子能量的升高而降低；当中子能量相同时，探测效率随着而升高，当聚乙烯大于 5cm 后，探测效率基本趋于稳定。然后将探测器系统底的测量，得到在5.5cm聚乙烯下，3He正比计数器的中子灵敏度为91counts/n对含钆液闪探测器进行了性能测试，通过对60Co 源的长时间测量，并对结果电荷积分，得到60Co 源特征峰峰位在误差范围内具有很好的稳定性，从而证间稳定测量。然后通过串列静电加速器产生能量为 2.46MeV、5.00MeV 和 14，通过 PSD 方法对信号进行甄别，根据甄别因子与能量的分布的关系来分辨而得到探测器对于上述三种能量中子的探测效率。同时还证实含钆液闪探测 方法有较好的 n-γ 甄别能力，适用于极低通量下的快中子本底测量[30]。曹晓岩子探测器主要性能进行了测试，对于能量为 14MeV 的中子，实验测得其探测-5，且具有性能稳定性，然后通过模拟计算得到探测效率为 8.69×10-5，通过误确定度为 9.38%，在不确定度范围内认为实验与模拟具有一致性[31]。胡青元
南京航空航天大学硕士学位论文第三章 探测器介绍及相关参数模拟研究的组装及工作原理介绍AA 技术的工业物料成分实时在线检测仪器在使用过程中将 D-T，因为中子发生器可能存在中子产额不稳定的情况，这将会对D-T 中子发生器产生的中子场，本课题组前期使用富氢材料为快融石英玻璃为探测介质，采用闪烁体探测器加切伦科夫探测器D-T 中子发生器的中子通量[45]，结构如图 3.1 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]中子活化在线分析仪在配料中的应用[J]. 张伟,谢景为. 建材与装饰. 2018(43)
[2]中子、质子、重离子治癌的原理及应用建议[J]. 张涵瑜. 科技与创新. 2018(02)
[3]载钆液闪探测器的稳定性测试与探测效率刻度[J]. 王力,杜强,康克军,岳骞. 清华大学学报(自然科学版). 2017(07)
[4]金刚石中子探测器稳定性和探测效率测试[J]. 曹晓岩,李桃生,李雅男,洪兵,王飞鹏,赵柱民,尚爱国. 核电子学与探测技术. 2016(09)
[5]初探中子探测器的研究现状与发展趋势[J]. 杨剑波,黄红,刘志,王琦标,王旭. 科学技术与工程. 2016(14)
[6]用于脉冲n/γ混合场中n、γ甄别的新型探测器的研究[J]. 单卿,贾文宝,凌永生,黑大千,曾捷,魏勇红,张焱. 原子能科学技术. 2012(S1)
[7]3He正比计数器探测效率模拟及灵敏度刻度[J]. 刘应都,张国强,王宏伟,田文栋. 核技术. 2012(03)
[8]高纯锗探测器探测效率的MCNP模拟[J]. 张建芳,赵广义,王玉德,王明勇,马玉刚,张慧. 吉林大学学报(理学版). 2010(05)
[9]国产Am-Be中子源4.438 MeV γ射线与中子强度比值测量[J]. 刘镇洲,陈金象,朱培,李永明,张国辉. 原子能科学技术. 2008(04)
[10]核技术应用研究中的蒙特卡罗计算问题[J]. 许淑艳,刘保杰. 核技术. 2007(07)
博士论文
[1]钍基熔盐堆中子能谱测量方法的研究[D]. 周雪梅.中国科学院研究生院（上海应用物理研究所） 2013
硕士论文
[1]基于PGNAA技术的物料成分在线分析仪器中慢化及反射倍增体的研制[D]. 蔡平坤.南京航空航天大学 2017
[2]涂硼MRPC热中子探测器的研制[D]. 曾捷.南京航空航天大学 2013
[3]碳化硅中子探测器的研究[D]. 胡青青.国防科学技术大学 2012
[4]“核—光转换”中子探测器的物理结构设计[D]. 李波均.中国工程物理研究院 2012
[5]模拟炸药及几种相关物质中氧元素探测技术研究[D]. 胡永波.中国工程物理研究院 2007
本文编号：3626821
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省211工程院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
n-γ分辨快中子探测系统原理图
HDPE 转换层和不加 HDPE 转换层的探测器的检测性能[28]。都等人对3He 正比计数器的性能进行研究，通过 GEANT4 软件模拟研究在不化体包裹下，3He 正比计数器的探测效率与中子能量之间的关系，得到在相探测效率随入射中子能量的升高而降低；当中子能量相同时，探测效率随着而升高，当聚乙烯大于 5cm 后，探测效率基本趋于稳定。然后将探测器系统底的测量，得到在5.5cm聚乙烯下，3He正比计数器的中子灵敏度为91counts/n对含钆液闪探测器进行了性能测试，通过对60Co 源的长时间测量，并对结果电荷积分，得到60Co 源特征峰峰位在误差范围内具有很好的稳定性，从而证间稳定测量。然后通过串列静电加速器产生能量为 2.46MeV、5.00MeV 和 14，通过 PSD 方法对信号进行甄别，根据甄别因子与能量的分布的关系来分辨而得到探测器对于上述三种能量中子的探测效率。同时还证实含钆液闪探测 方法有较好的 n-γ 甄别能力，适用于极低通量下的快中子本底测量[30]。曹晓岩子探测器主要性能进行了测试，对于能量为 14MeV 的中子，实验测得其探测-5，且具有性能稳定性，然后通过模拟计算得到探测效率为 8.69×10-5，通过误确定度为 9.38%，在不确定度范围内认为实验与模拟具有一致性[31]。胡青元
南京航空航天大学硕士学位论文第三章 探测器介绍及相关参数模拟研究的组装及工作原理介绍AA 技术的工业物料成分实时在线检测仪器在使用过程中将 D-T，因为中子发生器可能存在中子产额不稳定的情况，这将会对D-T 中子发生器产生的中子场，本课题组前期使用富氢材料为快融石英玻璃为探测介质，采用闪烁体探测器加切伦科夫探测器D-T 中子发生器的中子通量[45]，结构如图 3.1 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]中子活化在线分析仪在配料中的应用[J]. 张伟,谢景为. 建材与装饰. 2018(43)
[2]中子、质子、重离子治癌的原理及应用建议[J]. 张涵瑜. 科技与创新. 2018(02)
[3]载钆液闪探测器的稳定性测试与探测效率刻度[J]. 王力,杜强,康克军,岳骞. 清华大学学报(自然科学版). 2017(07)
[4]金刚石中子探测器稳定性和探测效率测试[J]. 曹晓岩,李桃生,李雅男,洪兵,王飞鹏,赵柱民,尚爱国. 核电子学与探测技术. 2016(09)
[5]初探中子探测器的研究现状与发展趋势[J]. 杨剑波,黄红,刘志,王琦标,王旭. 科学技术与工程. 2016(14)
[6]用于脉冲n/γ混合场中n、γ甄别的新型探测器的研究[J]. 单卿,贾文宝,凌永生,黑大千,曾捷,魏勇红,张焱. 原子能科学技术. 2012(S1)
[7]3He正比计数器探测效率模拟及灵敏度刻度[J]. 刘应都,张国强,王宏伟,田文栋. 核技术. 2012(03)
[8]高纯锗探测器探测效率的MCNP模拟[J]. 张建芳,赵广义,王玉德,王明勇,马玉刚,张慧. 吉林大学学报(理学版). 2010(05)
[9]国产Am-Be中子源4.438 MeV γ射线与中子强度比值测量[J]. 刘镇洲,陈金象,朱培,李永明,张国辉. 原子能科学技术. 2008(04)
[10]核技术应用研究中的蒙特卡罗计算问题[J]. 许淑艳,刘保杰. 核技术. 2007(07)
博士论文
[1]钍基熔盐堆中子能谱测量方法的研究[D]. 周雪梅.中国科学院研究生院（上海应用物理研究所） 2013
硕士论文
[1]基于PGNAA技术的物料成分在线分析仪器中慢化及反射倍增体的研制[D]. 蔡平坤.南京航空航天大学 2017
[2]涂硼MRPC热中子探测器的研制[D]. 曾捷.南京航空航天大学 2013
[3]碳化硅中子探测器的研究[D]. 胡青青.国防科学技术大学 2012
[4]“核—光转换”中子探测器的物理结构设计[D]. 李波均.中国工程物理研究院 2012
[5]模拟炸药及几种相关物质中氧元素探测技术研究[D]. 胡永波.中国工程物理研究院 2007
本文编号：3626821
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