塑料闪烁体中子探测效率及相对发光产额的标定_彭太平

经典闪烁体探测器原理.docx

闪烁体探测器原理 闪烁体探测器（Scintillation Detector ）是利用电离辐射在某些物质中产生的闪光来进行探测的，也是目前应用最多、最广泛的电离辐射探测器之一。 入射辐射射入闪烁体并在闪烁体中损耗能量，引起闪烁体原子的电离和激发，受激电子会激发出可见光； 光子经过光传输过程打在光电倍增管光阴级上发生光电效应产生光电子； 光电子的光电倍增管内倍增，最后电子经阳级进入信号处理电路，形成电脉冲信号，被电子学仪器记录下来。 1K PL qeME Q neME U C h C C εν= ==， 1K PL q N n h E εν==式中，是入射粒子单位能量产生的光电子数。

（4）光阴极吸收光子发射光电子。光电转换率为ε，从阴极到倍增系统中的第一打拿极的传输系数为q ，则光阴极发射并到达第一打拿极的光电子数为'N qR ε=。 （5）光电子在倍增管中倍增，最后到阳极形成电压脉冲。设光电的倍增系数为M ，则在输出端得到MN 个电子，相应的脉冲电荷Q=Emn ，如果它们被全部输出到电容C 收集，则形成一个电压脉冲U 。 （6）这个脉冲通过成形后由射极跟随器或前置放大器输出，被电子学仪器分析记录。 闪烁体探测器的输出脉冲的幅度与入射粒子能量成正比，选择光产额（一定数量的入射粒子所能产生的光子数）大的晶体，提高光收集系数L （要求闪烁体的发射光谱和吸收光谱的重合部分尽量少，同时为减少在闪烁体和倍增管界面上光的损失，常在它们中间加光导或光耦合剂），提高光阴极的光电转换效率ε、电子传输系数q 和光电倍增管的放大倍数M ，都可以使脉冲幅度增大。 闪烁体基本特性 1．发光效率 表征闪烁体将吸收的粒子能量转化为光的本领。常用光输出强度和能量转换效率来表示。光输出强度S 定义：在一次闪烁过程中产生的光子数目R 和带点粒子在闪烁体内损失的能量之比。 ()/'R S MeV E = 光子数 能量转换效率P 定义：在一次闪烁过程中产生的光子总能量和带电粒子损失的能量之比。 ()00' Rh P Sh E νν==

各类探探测器优劣比较

三大类探测器比较（闪烁体、半导体、电离室） （闪烁体）碘化钠探头：他的激活剂是(TI)，对γ射线，当能量大于150keV时响应是线性的；对质子和电子，线性响应范围很宽，光输出和能量的关系接近通过原点的直线，仅在能量低于几百keV（对电子）和（1~2）MeV（对质子）时才偏离直线；对α粒子，能量大于4~5MeV后近似线性，但其直线部分延长不过原点。因此测量α粒子（或其他重粒子）时，比须进行能量校准。NaI(TI)烁体的主要优点是密度大，原子序数高，因而对γ射线探测效率高。另外它的发光效率高，因而能量分辨率也较好。它的缺点是容易潮解，因此使用必须密封。 碘化铯探头：CsI(TI)碘化铯是另一种碱金属卤化物，作为闪烁体材料常用铊或纳作激活剂。铊的能量线性与碘化钠的接近，能量分辨率比碘化钠的差一些。碘化铯的密度和平均原子序数比碘化钠更大，因此对γ射线的探测效率也更高。与碘化钠相比，碘化铯的机械强度大，易于加工成薄片或做成极薄的蒸发薄膜。此外，它不易潮解，也不易氧化。但若暴露在水或高湿度环境中它也会变质。碘化铯的主要缺点是光输出比较低，原材料价格较贵。 锗酸铋探头：与碘化钠（TI）同体积时，探测效率比碘化钠的高的多。对0.511MeV γ光子，与NaI(TI)、CsF、和Ge半导体、塑料闪烁体相比，锗酸铋(BGO)有最大的效率和最好的信噪比。BGO主要用于探测低能x射线、高能γ射线以及高能电子。在低能区（<<0.5MeV）的能量分辨率比碘化钠的差，例如对于0.511MeV的γ射线，BGO的时间分辨为1.9ns，而碘化钠NaI(TI)的的为0.75ns。BGO的主要缺点是折射率较高，尺寸大的BGO难以将光输出去。价格高。 硫化锌：ZnS（Ag）它对α粒子的发光效率高，而对γ射线和电子不灵敏，很适合在强β、γ本底下探测重带点粒子如α、核裂片等，探测效率可达100%。

闪烁体探测器的基本介绍

闪烁体探测器的基本介绍 秦1林2 （中国石油大学华东，青岛，255680） 摘要：闪烁体探测器是利用电离辐射在某些物质中产生的闪光来进行探测的，也是目前应用最多、最广泛的电离辐射探测器之一。 关键词：闪烁体；辐射；电离激发 早在1903年，威廉·克鲁克斯就发明了由硫化锌荧光材料制成的闪烁镜并用其观察镭衰变放出的辐射；卢瑟福在其著名的卢瑟福散射实验中也曾使用硫化锌荧光屏观测α粒子。不过，由于传统荧光材料在使用上很不方便，闪烁探测器一直没有大的进展。1947年Coltman和Marshall成功利用光电倍增管测量了辐射在闪烁体内产生的微弱荧光光子，这标志着现代闪烁体探测器的发端。 1.基本构成与原理 闪烁体主要由闪烁体、光的收集部件和光电转换器件组成的辐射探测器。 图1 闪烁体探测器基本构造 入射辐射在闪烁体内损耗并沉积能量，引起闪烁体中原子（或离子、分子）的电离激发，之后受激粒子退激放出波长接近于可见光的闪烁光子。闪烁光子通过光导射入光电倍增管的光阴极并打出光电子，光电子受打拿级之间强电场的作用加速运动并轰击下一打拿级，打出更多光电子，由此实现光电子的倍增，直到最终到达阳极并在输出回路中产生信号。 2.闪烁体的分类 很多物质都可以在粒子入射后而受激发光，因此闪烁体的种类很多，可以是固体、液体或气体。 闪烁体材料大致可分为以下三类：

（1）用于γ射线探测的CsI(Tl)晶体无机闪烁体：包括碱金属卤化物晶体（如NaI(Tl)、CsI(Tl)等，其中Tl是激活剂）、其他无机晶体（如CdWO4、BGO等）、玻璃体。 （2）有机闪烁体：有机晶体（如蒽、芪等）、有机液体、塑料闪烁体。 （3）气体闪烁体：如氩、氙等。 3 闪烁体的性质 3.1发光效率高 能够将入射带电粒子的动能尽可能多地转换为闪烁光子数。 3.2线性好 入射带电粒子损耗的能量在很大范围内与产生闪烁光子数保持线性关系。3.3发射光谱与吸收光谱不重叠 闪烁体介质对自身发射光是透明的，不存在自吸收。 3.4发光衰减时间短 入射粒子产生闪光的持续时间短，探测器反应快。 3.5其它性质 加工性能好、折射率合适、原料易得且无毒、成本低廉等。一般而言，无机闪烁体的光子产额高、线性好，但发光衰减时间较长；有机闪烁体发光衰减时间短，但光子产额较低。 4 闪烁体的发光机理 不同闪烁体在电离辐射作用下发光的物理机制有很大区别。 4.1无机闪烁体 这类闪烁体的发光机制以掺杂激活剂的碱金属卤化物晶体最为典型。在此类晶体中各原子呈周期性排列，在原子核电场的作用下，原本属于单个原子的核外电子可以以在相邻原子间转移，这样的电子不再固定从属于某个原子，而是从属于整个晶体，这种现象称为晶体中电子的共有化。原先孤立原子中的能级也相互交错重叠形成晶体能带，这些能带又可分为价带与导带，二者之间存在一定宽度的禁带。当电离辐射进入晶体中，原先处于价带的电子受激发跃迁至导带，之后

闪烁体荧光时间特性的观测与分析

闪烁体荧光时间特性的观测与分析 实验目的： 1.学会正确实用数字示波器来分析闪烁计数器的输出脉冲波形。 2.学会根据记录的波形了解闪烁体的时间特性 实验原理：（见实验预习） 实验内容： 1.观测闪烁体荧光时间特性对输出波形的影响，辨认快慢闪烁体。 2.观测光电倍增管输出回路的时间常数对输出脉冲波形的影响。 3.用δ光源测定光电倍增管的响应函数*（t ）。 4.分析记录不同闪烁体的荧光衰减时间常数τs 。 实验仪器和样品： 1.记录单词脉冲的数字存储示波器。 2.可切换闪烁体的闪烁计数器系统，包括高压电源。 3.切伦科夫辐射体（有机玻璃），NaI （Tl ），CsI （Tl ），塑料闪烁体，氟化铈晶体（CeF3）。 实验数据： 共测量了6种材料的曲线，每种测量了10次。6种材料分别为：BGO, BaF2, NaI, CsI, 塑料和有机玻璃。 数据量太大，这里不予显示。 数据处理： 对每种材料，先将每次的数据除以maximum ，进行归一，然后再取10次的平均值。并将电压-时间图作出。 本实验，我采用了2种方案进行拟合： 1）第一种方案：利用简易公式，即在RC<<τ的情况下，有近似的函数， t (t t )/0Q R U(t)e -+τ ≈ τ （1） 进行拟合，选择的是origin7.0中的函数y = A*( 1 - exp(-k*(x-xc)) )，由此可直接拟出k 的值，进而求出衰减时间τ。 2）第二种方案：利用书中的方法，使用公式

s t/t/RC 0s Q R U(t)(e e )-τ-≈ -τ （2） 以NaI 为参考，假定τs = 250ns ，拟合RC ，再拟合其他材料的衰减时间。在用origin7.0中拟合的并不是很好，所以作为第二种方案进行比较。 一．利用公式（1） NaI 的相关拟合： 先做出电压幅值随时间的整体变化图像， 取衰减部分进行拟合，以函数y = A*( 1 - exp(-k*(x-xc)) )进行拟合，得出如下图像： -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0.0 0.2 t/ns V/|Vm|NaI 电压时间曲线

塑料闪烁体探测器时间分辨

塑料闪烁体探测器时间分辨 一、实验原理 (一)塑料闪烁体工作原理及特征 塑料闪烁体是一种有机闪烁体计数器，其工作原理可分为以下五个过程： 1.射线进入闪烁体，发生相互作用，闪烁体电离，激发； 2.受激原子、分子退激发射荧光光子； 3.光子收集到光电倍增管的光阴极上，打出光子； 4.光子在光电倍增管上倍增，产生电子流，在阳极负载上产生电信号； 5.电子仪器记录和分析电信号 塑料闪烁体是一种用途广泛的有机闪烁体，他可以测量α、β、γ、快中子、质子、宇宙射线及裂变碎片等。它有以下几个特点： 1.制作简便； 2.发光衰减时间短（1~3ns）； 3.透明度高，光传输性能好； 4.性能稳定，机械强度高，耐振动，耐冲击，耐潮湿，不需要封装； 5.耐辐射性能好 其主要不足是能量分辨本领较差，因此一般只做强度测量。 (二)TAC工作原理 时幅转换器有两路输入型号，一路作为起始信号，一路作为结束信号，将两信号之间的时间间隔转换为电压幅度 有两种类型的TAC：起停型时幅变换和重叠型时幅变换 起停型时幅变换：线性好，时间间隔范围宽（微妙到纳秒），时间分辨好（ps），

通用性强 脉冲重叠型时幅变换：变换速度快，死时间小，线性和精度较差，用于短时间间隔测量，即高计数率时间分析实验中。 (三)时间分辨 对于能量和质量确定的粒子，飞行一定距离所需要的时间是单一的。实际上用飞行时间方法测得的这时间是围绕某一平均值的一个分部，分布的宽度通常用半高 宽FWHM表示，成为时间测量系统的时间分辨，它直接影响到时间测量的精度。 二、实验过程及数据 (一)塑闪响应曲线的测量 由于在不同的电压下塑料闪烁体的性能不同，因此先测量探测器在不同电压下对辐射信号的响应变化。 将放射源放在两个塑闪的中间，测量1000V~1800V电压范围内，10秒时间内定标器所记录的计数：

闪烁体、半导体、电离室探测器比较

闪烁体、半导体、电离室三大类探测器比较（闪烁体）碘化钠探头：他的激活剂是(TI)，对γ射线，当能量大于150keV时响应是线性的；对质子和电子，线性响应范围很宽，光输出和能量的关系接近通过原点的直线，仅在能量低于几百keV（对电子）和（1~2）MeV（对质子）时才偏离直线；对α粒子，能量大于4~5MeV后近似线性，但其直线部分延长不过原点。因此测量α粒子（或其他重粒子）时，比须进行能量校准。NaI(TI)烁体的主要优点是密度大，原子序数高，因而对γ射线探测效率高。另外它的发光效率高，因而能量分辨率也较好。它的缺点是容易潮解，因此使用必须密封。 碘化铯探头：CsI(TI)碘化铯是另一种碱金属卤化物，作为闪烁体材料常用铊或纳作激活剂。铊的能量线性与碘化钠的接近，能量分辨率比碘化钠的差一些。碘化铯的密度和平均原子序数比碘化钠更大，因此对γ射线的探测效率也更高。与碘化钠相比，碘化铯的机械强度大，易于加工成薄片或做成极薄的蒸发薄膜。此外，它不易潮解，也不易氧化。但若暴露在水或高湿度环境中它也会变质。碘化铯的主要缺点是光输出比较低，原材料价格较贵。 锗酸铋探头：与碘化钠（TI）同体积时，探测效率比碘化钠的高的多。对0.511MeVγ光子，与NaI(TI)、CsF、和Ge半导体、塑料闪烁体相比，锗酸铋(BGO)有最大的效率和最好的信噪比。BGO主要用于探测低能x射线、高能γ射线以及高能电子。在低能区（<<0.5MeV）的能量分辨率比碘化钠的差，例如对于0.511MeV的γ射线，BGO的时间分辨为1.9ns，而碘化钠NaI(TI)的的为0.75ns。BGO的主要缺点是折射率较高，尺寸大的BGO难以将光输出去。价格高。硫化锌：ZnS（Ag）它对α粒子的发光效率高，而对γ射线和电子不灵敏，很适合在强β、γ本底下探测重带点粒子如α、核裂片等，探测效率可达100%。 laBr3是新型卤化物闪烁体，其基本性能已经全面超越了传统的碘化钠闪烁体，谱仪具有比碘化钠更好的能量分辨率、峰形和稳定性。液体闪烁体：对脉冲形状甄别的性能极好，主要用于强γ场中测量快中子，也常用于测量低能弱β射线的发射率。测量β辐射和中子大都选用塑料闪烁体，也可采用有机液体闪烁体； 测量α辐射一般用ZnS（Ag）闪烁体；BGO闪烁体适用于测量低能x射线和高能γ射线；NaI(TI)主要用于探测γ射线。检测3H和14C等放射源的低能β辐射的微弱放射性活度，经常使用液体闪烁体。 （半导体）高纯锗探测器：普遍用于γ射线谱仪中。硅探测器对γ射线的探测效率 很低，锗探测器使用时需要在液氮温度下冷却，这是由于他们的原子序数低和禁带宽度很窄

闪烁探测器实验报告及数据处理

深圳大学实验报告课程名称：近代物理实验 实验名称：γ射线的吸收与物质吸收系数μ的测定学院：物理科学与技术学院 专业：物理学班级：08 指导教师：陈羽 报告人：学号： 实验地点S223 实验时间： 实验报告提交时间：

一、实验目的： 1、了解γ射线与物质相互作用的特性。 2、了解窄束γ射线在物质中的吸收规律，测量其在不同物质中的吸收系数。 二．实验内容： 1、测量137Cs的γ射线（取0.661MeV光电峰）在一组吸收片（铅、铝）中的吸收曲线， 并用最小二乘原理拟合求线性吸收系数。 2、测量60Co的γ射线（取1.17、1.33MeV光电峰或1.25MeV综合峰）在一组吸收片 （铅、铝）中的吸收曲线，并用最小二乘原理拟合求线性吸收系数。 3、根据已知一定放射源对一定材料的吸收系数来测量该材料的厚度。 三、实验原理： 1、γ吸收装置原理 做γ射线吸收实验的一般做法是如上图（a）所示，在源和探测器之间用中间有小圆孔的铅砖作准直器。吸收片放在准直器中间,前部分铅砖对源进行准直；后部分铅砖则滤去γ射线穿过吸收片时因发生康普顿散射而偏转一定角度的那一部分射线。这样的装置体积比较大，且由于吸收片前后两个长准直器使放射源与探测器的距离较远，因此放射源的源强需在毫居里量级。但它的窄束性、单能性较好，因此只需闪烁计数器记录。 本实验中，在γ源的源强约2微居里的情况下，由于专门设计了源准直孔（φ 3 12mm），基本达到使γ射线垂直出射；而由于探测器前有留有一狭缝的挡板，更主 要由于用多道脉冲分析器测γ能谱，就可起到去除γ射线与吸收片产生康普顿散射影响的作用。因此，实验装置就可如上图（b）所示，这样的实验装置在轻巧性、直观性及放射防护方面有前者无法比拟的优点。 2、γ射线的三种基本作用 （1）光子(γ射线)会与下列带电体发生相互作用： ①被束缚在原子中的电子； ②自由电子(单个电子)； ③库仑场(核或电子的)； ④核子(单个核子或整个核)。 （2）这些类型的相互作用可以导致下列三种效应中的一种： ①光子的完全吸收；②弹性散射；③非弹性散射。 从理论上讲，γ射线可能的吸收和散射有12种过程，但在从约10KeV到约10MeV 范围内，大部分相互作用产生下列过程中的一种：

新型亚纳秒有机闪烁纤维中子探测器

第1期2014 年2月 Journal of CAEIT Vol．9No．1Feb．2014 檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵殝 殝 殝 殝 工程与应用 doi ：10．3969/j．issn．1673-5692．2014．01．018 收稿日期：2012-12-19修订日期：2014- 01-22基金项目：国家某重点工程配套项目 新型亚纳秒有机闪烁纤维中子探测器 丁 楠1，刘亚南1 ，吴 静1，谢鸿志1 ，陈 亮 2 （1．中国电子科技集团公司第八研究所，合肥230000； 2．西北核技术研究所，西安710024） 摘要：介绍了一种应用于脉冲中子时间谱测量的新型亚纳秒有机闪烁纤维中子探测器，叙述了这 种中子灵敏型探测器的探测原理，详细阐述了探测器的结构设计及具体的制作工艺，并给出了达到的技术指标。同时报道了为制作探测器而研制的一种新型亚纳秒有机闪烁纤维，介绍了闪烁纤维的选材、制作及其时间响应特性。关键词：有机闪烁纤维阵列；中子灵敏度；时间响应；中子探测器 中图分类号：TL812文献标识码：A 文章编号：1673- 5692（2014）01-093-04The New Sub-Nanosecond Neutron Detector with Plastic Scintillation Fiber DING Nan 1，LIU Ya-nan 1，WU Jing 1，XIE Hong-zhi 1，CHEN Liang 2 （1．No．8Ｒesearch Institute of CETC ，Hefei 230000，China ；2．Northwest Institute of Nuclear Technology ，Xi＇a n 710024，China ） Abstract ：A new sub-nanosecond neutron detector with plastic scintillation fiber is introduced ，which is applied in the time spectrum measuring of neutron．Also ，the principle ，structural design and the specific production process of this type of sensitive neutron detector are described．Then ，the indicators of detec-tor technical are given．In addition ，a new sub-nanosecond plastic scintillation fiber has been studied ，which is used for producing detectors．The material selection ，the producing and the time response char-acteristics of the plastic scintillation fiber are introduced． Key words ： plastic scintillation fiber array ；neutron detecting sensitivity ；time response ；neutron detectors 引言 脉冲中子辐射场是由脉冲中子、γ射线及电磁 脉冲等组成的混合辐射场，具有强度大、动态范围宽、时间快等特点。脉冲中子时间谱测量除要求探测器满足脉冲探测的基本要求外还需要解决以下几个突出难点：空间距离限制、γ射线干扰、散射本底等。 闪烁型探测器是辐射探测领域较为常见的一类探测器，工作在电流模式，可实现灵敏度调节，比较适合脉冲辐射场探测。但是普通的闪烁型探测器不 适合脉冲中子测量， 因为其对γ射线的响应灵敏度强于对中子的响应灵敏度。闪烁薄膜和有机闪烁纤维阵列中子探测器是用于脉冲中子测量的闪烁型探 测器， 它们优化了结构设计使探测器具有抑制γ射线干扰的能力，但其光电转换装置需要安置在闪烁体附近收集闪烁体发光，为了降低散射中子和γ射线对光电转换器的干扰，要对光电转换器进行严格的准直和屏蔽，受空间距离的限制使准直和屏蔽难以达到要求， 故此类探测器也难以满足中子时间谱测量的要求。因此，研制具有强抗电磁干扰能力、高n /γ灵敏度比值、低屏蔽要求、快时间响应的中子探

核辐射探测复习题第三章闪烁体探测器

1.闪烁探测器是利用________________在核辐射的作用下会发光的特性探测辐射的，光电 器件将微弱的闪烁光转变为______，经过多次倍增放大后，输出一个______。 2.无机闪烁体的特点是：对带电粒子的阻止本领__（大或小），时间相应__（快或慢），发 光效率__(高或低)，能量线性相应__（好或差）。 3.发光效率C发光与光输出S成______(正比或反比)关系。 4.对于有机闪烁体而言，发光衰减时间有快、慢两种成分，其衰减规律表达式为：_________. 5.同一种有机闪烁体下发光曲线中慢成分的强度主要与入射核辐射的粒子______(能量或 种类)相关。 6.__________是用来描述光在闪烁体中的传输情况，标志着闪烁体所能使用的最大尺度的 一个量。 7.能量响应是表示____________与____________之间的关系，其理想的曲线是______(正态 分布、泊松分布或线性的)。 8.核辐射测量中经常用到NaI(Tl)探测γ射线，其中测量β辐射和中子选用____________， 也可以选用____________，测量α辐射一般选用____________，测量低能X射线和高能γ射线选用____________。（BGO闪烁体，塑料闪烁体，有机液体闪烁体，ZnS(Ag)闪烁体） 9.光学收集系统主要包括______，______和______。其中______可以减少光在交界面的全 反射，使光有效的传输到光电倍增管的阴极；______能够把闪烁体中各个方向发射的光有效的发射到光电倍增管的阴极上。 10. 上图是闪烁探测器的输出信号的过程示意图，请依照正确组成填写空白处。（闪烁体； 光电倍增管；前置放大器；阳极；放大器；直流偏压；光阴极；打拿级；） 11.NaI闪烁体探测器对于β和γ射线的平均电离能为______；半导体探测器Si和Ge的平 均电离能为______；气体探测器中气体的平均电离能为_______。(2eV，3eV，20eV，30eV，200eV，300eV)。 12.闪烁探测器从核辐射进入闪烁体到输出电压脉冲经历了一系列过程，其中间过程按照正 确的时间顺序为：__________________________，其中时间分辨是探测器对两组相继发生的事件的最小时间间隔，造成时间分辨的因素是时间的离散，那么时间离散的主要因素是______过程。 A：闪烁光子从发光地点到达光阴极的时间； B：辐射粒子或引起的次级电子在闪烁体中耗尽能量的时间； C：阳极收集电荷在输出回路上输出脉冲电压； D：光电子的渡越时间；、

大面积塑料闪烁体探测模块的性能测试_孟丹

第27卷　第4期核电子学与探测技术 V ol .27　N o .4 2007年　7月Nuclear Electronics &Detection Technolo gy July 2007 大面积塑料闪烁体探测模块的性能测试 孟　丹,邓长明,程　昶,任　熠,宋称心,刘　芸 (中国辐射防护研究院,太原030006) 摘要:介绍了大面积塑料闪烁体探测模块的设计、研制及其组成,重点介绍大面积塑料闪烁体探测模块的性能测试。 关键词:塑料闪烁体;光电倍增管;探测器;辐射探测模块 中图分类号:　T L812.1 文献标识码:　A 文章编号:　0258-0934(2007)04-0752-04 收稿日期:2006-11-05 作者简介:孟丹(1982—),女,辽宁辽阳人,研究实习员,主要从事核军工、核电站辐射监测系统仪器仪表的开发研制工作 大面积塑料闪烁体探测模块(以下简称:辐射探测模块)采用大面积塑料闪烁体+光电倍 增管+电子学电路的设计。研制出的辐射探测模块经过了严格的光电倍增管坪曲线测试、效率测试、电源模块直流输出测试和辐射探测模块稳定性测试。同时,对模块工艺装配及性能等方面也做了检查和调试。该辐射探测模块可用于大面积γ射线检测装置,核电站、核设施等场所车辆、人员及衣物的γ射线侦检装置,大型工具污染测量、反恐放射性测量及放射性材料侦检装置等。 1　辐射探测模块组成 研制的辐射探测模块由探测器模块、电子学模块和电源模块三部分组成,采用大面积塑料闪烁体为探测器,接收到的γ信号进入光电倍增管、前置放大器后,转变成电信号,再经放大、成形、符合,输出标准TT L 电平。1.1　探测器模块设计 采用大面积塑料闪烁体+C R -120型/C R -105型光电倍增管+分压器+前放板的设计, 如图1所示,提供一路信号输出和一路高压输入。探测器模块整体示意图见图2。 图1　 光电倍增管组件 图2　探测器模块示意图 1.2　电子学模块设计 采用信号输入、主放、脉冲甄别、脉冲展宽、符合电路及0.1%高压等几部分电路组合设 计,主要功能是给光电倍增管提供高压,并对两个探测器的4路电脉冲信号进行放大、甄别,将每个探测器的两路信号符合后输出5V T TL 电平。电子学模块原理框图见图3。 752

大面积塑料闪烁探测器剂量线性测量及修正

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/bf17100445.html, 大面积塑料闪烁探测器剂量线性测量及修正作者：黄秋方方丁卫撑杨勇张从华 来源：《中国测试》2015年第06期 摘要：针对γ射线剂量增大时，大面积塑料闪烁探测器剂量线性会变差这一问题，采用能谱测量方式对塑料闪烁探测器的剂量线性进行修正。首先在单能辐射场中，探测器通过能谱测量电路在上位机形成辐射场能谱，然后按照能量线性规律算出每道址的权重因子，以标准剂量仪所测剂量率为参考值得到修正公式，接下来对待测辐射场进行能谱采样，根据每道计数和修正公式，得到修正后的总计数率和剂量率，从而对塑料闪烁探测器的剂量线性进行修正。结果表明：经过修正以后，在137Cs辐射场中剂量测量最大相对误差由-24.32%变为-6.90%，在 60Co辐射场中最大相对误差由-72.22%变为-27.78%。可以看出，经过修正的探测器剂量线性得到很大改善，可为辐射场中γ射线剂量的准确测量提供技术参考。 关键词：塑料闪烁探测器；剂量线性；能谱测量；修正 文献标志码：A 文章编号：1674-5124（2015）06-0030-04 0 引言 塑料闪烁体是一种用途较为广泛的有机闪烁体，具有发光时间短、光传输性好、稳定、形状及尺寸不受限制、容易制造、成本低、耐辐射性好等特点。通常采用塑料闪烁体、光电倍增管、分压器配合使用测量γ射线，大面积塑料闪烁探测器可用于大面积γ射线检测装置，核电站、核设施等场所车辆、人员及衣物的γ射线侦检装置，大型工具污染测量、反恐放射性测量及放射性材料探测装置等。标准IAEA-1312和GB/T 24246——2009《放射性物质与特殊核材料监测系统》都用到了大面积塑料闪烁探测器。在对大面积塑料闪烁探测器进行测量时，随着所受辐射剂量的变大，其剂量线性会变差。这不仅会限制探测器的应用范围，也会影响测量结果，因此有必要对其剂量线性进行修正。然而，国内外对大面积塑料闪烁探测器剂量线性的研究较少，如文献[3]研究了塑料闪烁探测器对中子和γ射线信号脉冲形状的辨别力，文献[4]对 光电倍增管坪曲线、探测器效率、电源模块直流输出等进行了测试，但都没提到大面积塑料闪烁探测器的剂量线性问题。为此，本文对大面积塑料闪烁探测器剂量线性进行了测量并修正。 1 剂量线性测量 塑料闪烁体是快闪烁体，适于做快符合和高计数率测量。在大面积塑料闪烁探测器测量γ射线应用中，由于塑料闪烁体面积较大，产生的计数率与小面积相比较多。在137Cs辐射场中，用尺寸为5cmx10cmx100cm的塑料闪烁探测器进行实验，如图1所示。可以看出，随着γ射线剂量的增大，塑料闪烁探测器计数率越来越偏离直线A，呈现出剂量非线性。

塑料双闪烁体法测量α和βJJYQ400X

塑料双闪烁体法测量α和β：JJYQ-400X JJYQ-400X低本底α、β测量仪是当前国内新一代采用塑料双闪烁体法测量α和β的放射性的反符合低本底α/β测量系统；可同时测量样品中的总α、总β活度；具有效率高、本底低、串道比低、长期稳定性好、无需耗材、经久耐用、操作方便等特点。可用于辐射防护、环境监测、饮用水、医药卫生、农业科学、核电站、反应堆、同位素生产、地质勘探、高等院校、进出口商品检验检疫、科学研究等领域中α/β的总活度的测量。 主要技术参数： 产品执行标准GB/T11682-2008、检定规程JJG853-1993 产品应用标准GB 5749-2006、GB/T5750.13-2006、GB 8537-2008、GB19298-2003等单位面积平均本底计数率/（计数·cm-2·min-1） α≤0.003 β≤0.1 效率比 α≥85% β≥58% 效率稳定性 α＜3% β＜8% 串道比 α射线对β道≤2.5% β射线对α道≤0.3% 仪器灵敏度 α5×10-4Bq β1×10-3 Bq 本底稳定性：在24h,本底计数率变化应在（平均计数率±3σ）的范围内，其中σ为本底计数的标准误差。 注：本参数测量所用α参考源为239Pu，参考源活性区为Φ25mm，表面粒子发射率约为102粒子数/（min·2π）；β参考源为90Sr-90Y，参考源活性区为Φ20mm，表面粒子发射率约为102粒子数/（min·2π）。 高压调节范围0～1000V，稳定度优于0.5%； 绝缘电阻≥2MΩ；耐压绝缘度＞1500V； 环境温度5-40℃；相对湿度＜90%； 电源：交流220V±10%，50Hz，功耗≤20W； 产品特点： ◆模块化设计，标准插道式控制器，方便科研单位组合成不同功能系统； ◆可以同时测量α、β，也可单独测α或β（独有技术：四通道分步送样）； ◆仪器主探测器采用HND-DS2型低本底α、β闪烁体，不怕污染、表面可擦洗，经久耐用； ◆仪器反符合探测器采用HND-DS401型闪烁体，达到反符合降低本底的效果。反符合效率＞99% ； ◆测量时间、每个探测器的α阈（α）、β低阈（βL）、β高阈（βH）和反符合阈都可通过计算机调节。阈值调节精度高（最小分度值为0.01V）； ◆程控程度高：仪器采用Rs-232串口或USB接口联接计算机，自动控制测量过程，可打印结果及原始数据； ◆控制软件用户界面友好，自动化程度高，主要技术指标及设备运行状态用户可通过控制软件自行测量和检验； ◆有不同规格的探测器及样品盘供用户选用，以适应不同的测试需求。

闪烁探测器结构改进及性能测试的研究

闪烁探测器结构改进及性能测试的研究 目前在核辐射测量中常用HPGe探测器测量活化样品的能谱信息,因为其具有高能量分辨率、响应时间快、但其抗辐照能力差当中子注入通量较大时,锗晶体原子会发生位移,持续辐照会使大量锗晶格错位,HPGe晶体本征区结构遭到破坏、探测器电荷收集率降低致使HPGe探测的能量分分辨率变差;同时HPGe探测器价格贵、工作环境需液氮冷却,给维护带来不便限制其在工业生产实践中被广泛地应用。与HPGe探测器相比,闪烁探测器种类比较多,具较好的能量分辨率、探测效率、更广的探测区间、价格较低且具有很好的抗辐照性能是当前应用最广泛的核辐射探测器,但往往由于分辨率相对较低不能分辨相近能量的γ射线给数据分析带来较大难度。 针对上述问题本文立足于闪烁探测器原理﹑结构及成熟的核电子学技术基础,结合电子技术以及材料科学的发展,通过理论计算﹑模拟论证及实验测试等方法对闪烁探测器的形体规格及荧光出射方式、反射层材料及厚度、光学耦合材料及增透膜、闪烁探测系统外接电压源稳定性对探测器性能的影响做出探究。通过这一新型高光子输出闪烁探测器展开研究不同条件对探测器性能的影响,最后得出以下结论:（1）通过新型高光子输出探测器与传统的探测器对比发现同等体积闪烁体,采取侧开窗模式出射后,闪烁光子出射能力明显增强,分辨率也得到改善且稳定性、能量线性关系都不惜可以满足实验要求;（2）探测系统工作状态的稳定与否会受到外接电源的影响,且对不同元器件影响程度和效果也不尽相同,主放大器受到的影响最明显多道系统最不明显;（3）不同材料对光的反射效果不同,当所使材料反射率较低时,反射效果与厚度成正相关;（4）探测器的工作状态受测试环境温度影响较为明显,随测试环境温度降低,BGO晶体光产额逐步增