摘要
脉冲γ射线，常伴随着脉冲中子的产生而产生。低产额（102~105粒子/脉冲）脉冲γ源，作为一种特殊的脉冲辐射体，对其进行测量，能够反映脉冲中子源的信息。因此，低产额脉冲γ探测技术在惯性约束聚变(ICF)、稠密等离子体焦点装置(DPF)、散裂中子源、脉冲反应堆、脉冲中子测井装置的设计与诊断中具有重要的应用价值。 国内外公开发表的文献中未见有针对低产额脉冲γ源的测量技术报道，常规γ源测量中使用的探测器工作模式（计数型、电流型）在低产额情景下实用性差，需要发展新型的探测器工作模式和测量技术。为了测量低产额脉冲γ源单次发射的产额及发射时间，本工作选用高探测效率、快时间响应的新型无机溴化镧(LaBr3:Ce)闪烁体探测器作为探测单元，设计并搭建了一套由48个探测单元构建的大立体角的探测阵列装置，发展了一种基于泊松分布统计理论的阵列化探测技术，实验验证了该技术能够给出可信度较高的低产额脉冲γ源的产额和时间信息。 论文主要研究工作如下： 开展了溴化镧晶体配套的9815B型光电倍增管的性能研究，获得了60支光电倍增管的增益、最大脉冲线性电流等关键性能参数；自制光电倍增管的分压电路，测试调节得到了每支光电倍增管的最佳工作分压比，使其放大倍数基本保持一致；使用 137Cs标准源对组装成型的探测器进行标定，结果显示所有探测器对662 keV全能峰的信号输出电流均在14 mA内，满足探测器阵列的测量要求。 基于 60Co标准源的级联发射特性，采用符合法测量了所有探测器的渡越时间，通过Matlab程序对采集到的符合波形数据进行高斯拟合，筛选出渡越时间的分散性在2.00 ns范围内的探测器，以满足探测器阵列的时间测量要求。 分析了溴化镧探测器自发放射性本底以及死时间对探测效率的影响，使用60Co，137Cs和 152Eu标准源对溴化镧探测器的全谱探测效率进行了标定。建立了实验室粒子输运模型，利用MCNP程序对标定实验场景进行了模拟计算，得到了60-1300 keV能区的全谱探测效率曲线。 基于实验空间几何分布，溴化镧探测器的全谱探测效率和测量阈值等参数确定了脉冲γ源测量过程的物理模型。通过计算分析确定了利用脉冲X光机等效低产额脉冲γ源的实验条件，利用研制的溴化镧探测器阵列对其脉冲产额及发射时间进行测量，验证了本工作提出的溴化镧阵列探测技术的可行性。 本文关于低产额脉冲γ源测量技术的研究结果，不仅为脉冲伽马辐射探测提供了新的探测技术途径，而且也为获取脉冲中子源产额等相关信息提供了数据支持，具有一定的推广应用价值。
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