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一种基于4He气闪烁体的裂变中子探测器

张小东 邱孟通 张建福 欧阳晓平 张显鹏 陈亮

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一种基于4He气闪烁体的裂变中子探测器

张小东, 邱孟通, 张建福, 欧阳晓平, 张显鹏, 陈亮

A fission neutron detector based on helium scintillator

Zhang Xiao-Dong, Qiu Meng-Tong, Zhang Jian-Fu, Ouyang Xiao-Ping, Zhang Xian-Peng, Chen Liang
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  • 研制了一种新中子探测器,它以235UO2裂变靶作为转换靶, 4He气体作为闪烁体. 该探测器充分结合了235U和4He两种核素的特点,从而具有中子能量响应平坦、 中子灵敏度较高、 n/γ分辨本领高等优点,能很好地在混合脉冲裂变辐射场中测量中子. 本文对探测器的原理和结构设计进行了介绍,计算了不同能量中子、γ射线在探测器中的能量沉积, 并从理论和实验上对探测器的中子灵敏度、γ射线灵敏度、n/γ分辨本领和时间响应进行了研究.结果表明探测器的中子灵敏度约10-15 C·cm2, γ灵敏度约10-17 C·cm2,时间响应约33.1 ns.
    A new neutron detector is designed. Two 235UO2 target foils are used as radiators, and the 4He gas is used as scintillator in the detector. The detector combines the features of 235U and 4He fully, so it has some excellent performances, such as flat energy response to neutrons, better n/γ discrimination, etc. It can be used well to detect neutrons in a pulsed mixture radiation field. In this paper, the principle and structure of the detector are introduced. The energy depositions of different energies of neutrons and γ -rays in 4He gas are calculated. The neutron sensitivity, γ ray sensitivity, n/γ discrimination, and time response of the detector are investigated theoretically and experimentally. The neutron sensitivity is about 10-15 C·cm2, γ ray sensitivity is about 10-17 C·cm2, and time response is about 33.1 ns.
    [1]

    Ouyang X P 2002 Ph. D. Dissertation (Shanghai: Fudan University) (in Chinese) [欧阳晓平 2002 博士学位论文(上海:复旦大学)]

    [2]

    Yang H Q, Zhu X B, Peng T P, Tang Z Y, Yang G Z, Li L B, Song X C, Hu M C 2004 High Energy Physics and Nuclear Physics 28 744 (in Chinese) [杨洪琼, 朱学彬, 彭太平, 唐正元, 杨高照, 李林波, 宋献才, 胡孟春 2004 高能物理与核物理 28 744]

    [3]

    Yang H Q, Peng T P, Yang J L, Tang Z Y, Yang G Z, Li L B, Hu M C, Wang Z T, Zhang J H, Li Z B, Wang L Z 2004 Nuclear Electronics {& Detection Technology} 24 640 (in Chinese) [杨洪琼, 彭太平, 杨建伦, 唐正元, 杨高照, 李林波, 胡孟春, 王振通, 张建华, 李忠宝, 王立宗 2004 核电子学与探测技术 24 640]

    [4]

    Zhang X D 2010 M. S. Dissertation (Xi'an: Northwest Institute of Nuclear Technology) (in Chinese) [张小东 2010 硕士学位论文 (西安:西北核技术研究所)]

    [5]

    Ouyang X P, Li Z F, Wang Q S, Huo Y K, Ma Y L, Zhang Q M, Zhang G G, Jin Y R 2005 Acta Phys. Sin. 54 4643 (in Chinese) [欧阳晓平, 李真富, 王群书, 霍裕昆, 马彦良, 张前美, 张国光, 金玉仁 2005 54 4643]

    [6]

    Simmons J E, Henkel R L 1960 Phys. Rev. 120 198

    [7]

    Tornow W 1976 Nucl. Instr. Meth. 133 435

    [8]

    Mutterer M 1977 Nucl. Instr. Meth. 144 159

    [9]

    Elena A, Aleksey E, Bolotnikov 2006 Noble Gas Detector (Weinheim: WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA) p5

    [10]

    Glennf K 1999 Radiation Detection and Measurement (New York: John Wiley & Sons, Inc) p246

    [11]

    Lu X T 1999 Nuclear Physics (Beijing: Atomic Energy Press) p312 (in Chinese) [卢希庭 1999 原子核物理(北京:原子能出版社) 第312页]

    [12]

    Tian D F, Sun W L 2006 Excitation Functions in Neutron-induced Reactions (Beijing: National Defence Industry Press) (in Chinese) [田东风, 孙伟力 2006 中子核反应激发函数(北京:国防工业出版社)]

    [13]

    Zhang J F, Chen L, Li H Y, Xia L B, Zhang X D, Zhang X P, Liu L Y, Liu J L 2010 Nuclear Techniques 33 749 (in Chinese) [张建福, 陈亮, 李宏云, 夏良斌, 张小东, 张显鹏, 刘林月, 刘金良 2010 核技术 33 749]

  • [1]

    Ouyang X P 2002 Ph. D. Dissertation (Shanghai: Fudan University) (in Chinese) [欧阳晓平 2002 博士学位论文(上海:复旦大学)]

    [2]

    Yang H Q, Zhu X B, Peng T P, Tang Z Y, Yang G Z, Li L B, Song X C, Hu M C 2004 High Energy Physics and Nuclear Physics 28 744 (in Chinese) [杨洪琼, 朱学彬, 彭太平, 唐正元, 杨高照, 李林波, 宋献才, 胡孟春 2004 高能物理与核物理 28 744]

    [3]

    Yang H Q, Peng T P, Yang J L, Tang Z Y, Yang G Z, Li L B, Hu M C, Wang Z T, Zhang J H, Li Z B, Wang L Z 2004 Nuclear Electronics {& Detection Technology} 24 640 (in Chinese) [杨洪琼, 彭太平, 杨建伦, 唐正元, 杨高照, 李林波, 胡孟春, 王振通, 张建华, 李忠宝, 王立宗 2004 核电子学与探测技术 24 640]

    [4]

    Zhang X D 2010 M. S. Dissertation (Xi'an: Northwest Institute of Nuclear Technology) (in Chinese) [张小东 2010 硕士学位论文 (西安:西北核技术研究所)]

    [5]

    Ouyang X P, Li Z F, Wang Q S, Huo Y K, Ma Y L, Zhang Q M, Zhang G G, Jin Y R 2005 Acta Phys. Sin. 54 4643 (in Chinese) [欧阳晓平, 李真富, 王群书, 霍裕昆, 马彦良, 张前美, 张国光, 金玉仁 2005 54 4643]

    [6]

    Simmons J E, Henkel R L 1960 Phys. Rev. 120 198

    [7]

    Tornow W 1976 Nucl. Instr. Meth. 133 435

    [8]

    Mutterer M 1977 Nucl. Instr. Meth. 144 159

    [9]

    Elena A, Aleksey E, Bolotnikov 2006 Noble Gas Detector (Weinheim: WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA) p5

    [10]

    Glennf K 1999 Radiation Detection and Measurement (New York: John Wiley & Sons, Inc) p246

    [11]

    Lu X T 1999 Nuclear Physics (Beijing: Atomic Energy Press) p312 (in Chinese) [卢希庭 1999 原子核物理(北京:原子能出版社) 第312页]

    [12]

    Tian D F, Sun W L 2006 Excitation Functions in Neutron-induced Reactions (Beijing: National Defence Industry Press) (in Chinese) [田东风, 孙伟力 2006 中子核反应激发函数(北京:国防工业出版社)]

    [13]

    Zhang J F, Chen L, Li H Y, Xia L B, Zhang X D, Zhang X P, Liu L Y, Liu J L 2010 Nuclear Techniques 33 749 (in Chinese) [张建福, 陈亮, 李宏云, 夏良斌, 张小东, 张显鹏, 刘林月, 刘金良 2010 核技术 33 749]

  • [1] 周飞, 陈奇, 刘浩, 戴越, 魏晨, 袁杭, 王昊, 涂学凑, 康琳, 贾小氢, 赵清源, 陈健, 张蜡宝, 吴培亨. 基于超导单光子探测器的红外光学系统噪声分析和优化.  , 2024, 73(6): 068501. doi: 10.7498/aps.73.20231526
    [2] 刘超, 刘世龙, 杨毅, 冯晶, 李昱兆. 252Cf自发裂变K X射线发射与动能-电荷关系.  , 2024, 73(14): 142501. doi: 10.7498/aps.73.20240563
    [3] 寇科, 王错, 王晛, 连天虹, 焦明星, 樊毓臻. 线性调频激光回馈粒度探测灵敏度提升方法.  , 2023, 72(16): 169501. doi: 10.7498/aps.72.20230569
    [4] 张文杰, 刘郁松, 郭浩, 韩星程, 蔡安江, 李圣昆, 赵鹏飞, 刘俊. 双螺线圈射频共振结构增强硅空位自旋传感灵敏度方法.  , 2020, 69(23): 234206. doi: 10.7498/aps.69.20200765
    [5] 左小杰, 孙颍榕, 闫智辉, 贾晓军. 高灵敏度的量子迈克耳孙干涉仪.  , 2018, 67(13): 134202. doi: 10.7498/aps.67.20172563
    [6] 胡泽华, 叶涛, 刘雄国, 王佳. 抽样法与灵敏度法keff不确定度量化.  , 2017, 66(1): 012801. doi: 10.7498/aps.66.012801
    [7] 廖文英, 范万德, 李海鹏, 隋佳男, 曹学伟. 准晶体结构光纤表面等离子体共振传感器特性研究.  , 2015, 64(6): 064213. doi: 10.7498/aps.64.064213
    [8] 史生才, 李婧, 张文, 缪巍. 超高灵敏度太赫兹超导探测器.  , 2015, 64(22): 228501. doi: 10.7498/aps.64.228501
    [9] 王俊平, 戚苏阳, 刘士钢. 基于版图优化的综合灵敏度模型.  , 2014, 63(12): 128503. doi: 10.7498/aps.63.128503
    [10] 田会娟, 牛萍娟. 基于delta-P1近似模型的空间分辨漫反射一阶散射参量灵敏度研究.  , 2013, 62(3): 034201. doi: 10.7498/aps.62.034201
    [11] 江莺, 梁大开, 曾捷, 倪晓宇. 监测点波长对高双折射光纤环镜轴向应变灵敏度的影响.  , 2013, 62(6): 064216. doi: 10.7498/aps.62.064216
    [12] 徐晋, 谢品华, 司福祺, 李昂, 周海金, 吴丰成, 王杨, 刘建国, 刘文清. 基于机载平台的NO2 垂直廓线反演灵敏度研究.  , 2013, 62(10): 104214. doi: 10.7498/aps.62.104214
    [13] 陈国云, 辛勇, 黄福成, 魏志勇, 雷升杰, 黄三玻, 朱立, 赵经武, 马加一. 用于反应堆中子/ 射线混合场测量的涂硼电离室性能.  , 2012, 61(8): 082901. doi: 10.7498/aps.61.082901
    [14] 胡慧君, 赵宝升, 盛立志, 赛小锋, 鄢秋荣, 陈宝梅, 王朋. 用于脉冲星导航的X射线光子计数探测器研究.  , 2012, 61(1): 019701. doi: 10.7498/aps.61.019701
    [15] 王光强, 王建国, 童长江, 李小泽, 王雪锋. 高功率太赫兹脉冲半导体探测器的分析与设计.  , 2011, 60(3): 030702. doi: 10.7498/aps.60.030702
    [16] 龚元, 郭宇, 饶云江, 赵天, 吴宇, 冉曾令. 光纤法布里-珀罗复合结构折射率传感器的灵敏度分析.  , 2011, 60(6): 064202. doi: 10.7498/aps.60.064202
    [17] 侯建平, 宁韬, 盖双龙, 李鹏, 郝建苹, 赵建林. 基于光子晶体光纤模间干涉的折射率测量灵敏度分析.  , 2010, 59(7): 4732-4737. doi: 10.7498/aps.59.4732
    [18] 任利春, 周林, 李润兵, 刘敏, 王谨, 詹明生. 不同序列拉曼光脉冲对原子重力仪灵敏度的影响.  , 2009, 58(12): 8230-8235. doi: 10.7498/aps.58.8230
    [19] 张显鹏, 欧阳晓平, 张忠兵, 田 耕, 陈彦丽, 李大海, 张小东. 组合式Si-PIN 14 MeV中子探测器.  , 2008, 57(1): 82-87. doi: 10.7498/aps.57.82
    [20] 刘 迎, 王利军, 郭云峰, 张小娟, 高宗慧, 田会娟. 空间分辨漫反射的高阶参量灵敏度.  , 2007, 56(4): 2119-2123. doi: 10.7498/aps.56.2119
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-04-09
  • 修回日期:  2012-07-02
  • 刊出日期:  2012-12-05

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