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期刊信息/Journal information
核电子学与探测技术
核电子学与探测技术

李卫国

月刊

0258-0934

lw261@sina.com

010-67828075/8280

100176

北京市经济技术开发区宏达南路3号

核电子学与探测技术/Journal Nuclear Electronics & Detection TechnologyCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊为专业学术性刊物。刊登核仪器、核电子学、核探测器与测试技术方面的研究成果和论文。读者对象为核电子学、核探测技术方面的研究人员及大专院校师生。
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    基于空气中氮气闪烁测氡方法的实验验证研究

    朱康甫张清民朱左明蔡梓麒...
    381-391页
    查看更多>>摘要：本文建立了基于空气中氮气闪烁进行测氡的方法,该方法通过测量α粒子激发空气中的氮气后退激产生的紫外光来实现实时测量氡浓度的目的.针对空气中氮气闪烁光产额极低带来的探测效率低和易受噪声干扰的问题,在二重符合与阈值判选信号的基础上通过模拟优化来进行实验设计,并通过实验验证方案的可行性.首先,基于Geant4建立了空气中氮气闪烁测氡探测器的模拟模型,考虑到PMT暗噪声以及宇宙射线等本底的影响,采用了设置阈值和二 重符合的方法抑制噪声,并通过模拟和理论研究了降噪的效果,然后通过优化探测器尺寸以实现对α粒子最高的探测效率.最后,搭建了基于空气中氮气闪烁测氡的实验平台,测试结果表明,探测器净计数率与RAD7测量所得氡浓度呈明显的线性关系,证明了基于空气中氮气闪烁测量空气氡浓度的可行性,经实验拟合,此探测器的灵敏度为0.010 27次/min/(Bq/m3).该方法可满足采矿业、铀矿勘探等地下工程领域中对氡浓度水平实时在线监测的需求外,还可为无须采样且实时在线测量空气α气溶胶提供测量手段.

    α粒子空气中氮气闪烁氡探测器

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    自给能中子探测器发射体材料研究现状

    李展周殿伟税胡高远肖韧...
    392-403页
    查看更多>>摘要：本研究介绍了自给能中子探测器发射体的结构、类型及原理,并根据反应原理将发射体材料进行了分类,并且分别介绍了每一类材料的作用机制和特点.重点分析了铑、银、钒、钴、铪、铂、钼、铍等几种材料的物理特性、反应过程以及现有的灵敏度研究数据,并结合文献数据,对几种新的发射体材料应用前景进行了分析.结果表明,除上述工艺成熟的材料外,钽有希望成为灵敏度高、响应快速的新发射体材料,铍可以作为测量快中子的有效材料.

    自给能中子探测器中子探测堆芯探测发射体核材料

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    基于JavaFx的硅像素顶点探测器原型机数据获取软件的研制

    陈一鸣周佳徐畅章红宇...
    404-414页
    查看更多>>摘要：在环形正负电子对撞机(CEPC)实验中,硅像素顶点探测器对空间位置分辨率有着极高的要求,这使得其芯片和探测器设计面临巨大挑战.太初系列硅像素探测器芯片(TaichuPix)是基于CMOS技术的一种重要尝试,其首款工程批芯片被应用于开发第一个全尺寸顶点探测器原型机.为满足顶点探测器原型机在实验中的特定需求,设计并实现了一套基于JavaFx框架的跨平台数据获取系统.该系统能够高效地进行探测器原型机的配置、数据采集、在线数据校验和实时监测,同时提供了一个用户友好的图形化界面.在实验室环境及德国电子同步加速器研究所(DESY)的束流实验中,数据获取系统的功能完善性和运行稳定性得到了验证,充分满足了硅像素顶点探测器原型机的实验需求.

    数据获取环形正负电子对撞机硅像素顶点探测器JavaFx

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    基于PXI标准的功率器件总剂量效应测试系统研制

    袁国军李兴隆肖思敏张莉...
    415-419页
    查看更多>>摘要：设计了一款针对功率器件的总剂量效应测试系统.该系统基于外围组件互连(PXI)扩展主机系统,设计了测试板卡,并通过设计不同工艺的半导体功率器件测试工装,实现功率器件的批量自动化测试.结果表明,氮化镓工艺的功率器件的耐总剂量效应优于硅和碳化硅工艺的功率器件的.

    功率器件PXI总剂量效应

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    GECAM卫星溴化镧晶体性能研究

    安正华张大力孙希磊李新乔...
    420-427页
    查看更多>>摘要：GECAM卫星伽马射线探测器(GRD)设计使用3 in(1 in=25.4 mm)直径的溴化镧晶体(LaBr3晶体)作为伽马射线探测灵敏材料,后端耦合硅光电倍增管(SiPM)进行读出.对引力波最高能电磁对应体全天监测器(GECAM)卫星所用的LaBr3晶体进行了本底测试,并根据晶体的掺杂类型进行了分类,使用放射源对所有晶体的性能进行了测试.为了研究LaBr3晶体的辐照损伤情况,使用60Co放射源对晶体进行了辐照损伤性能测试.测试结果表明,LaBr3晶体的本底可分为单掺杂和双掺杂两个类型.GECAM卫星的LaBr3晶体的能量分辨＜18％@59.5 keV,满足设计使用要求.在1.65 kGy剂量的累积辐照后,经过较长时间的退激发,LaBr3晶体试验前后662 keV的峰值变化小于15％,满足空间环境条件下(GECAM卫星在轨3年)的使用要求.

    GECAM卫星溴化镧晶体伽马射线探测辐照损伤

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    类蜂窝结构高灵敏度裂变室探测器模拟仿真研究

    包超刘立兴罗庭芳
    428-437页
    查看更多>>摘要：目前的反应堆功率监测系统要求使用单一裂变电离室在适应反应堆堆芯的高γ辐射场下的中子注量率测量的同时可以以高灵敏度的脉冲工作模式适应反应堆启动阶段的低中子注量率情况下的测量.然而,由于裂变碎片在易裂变物质涂层中的射程较短,具有较强的自吸收效应,因此无法通过增大裂变材料涂层厚度提升探测器的灵敏度.本文提出了一种类蜂窝结构的圆柱栅格裂变室探测器,将探测器比表面积提高为普通圆柱电离室的3倍,从而在不增加裂变物质涂层厚度的情况下,大幅度增加了裂变物质的有效质量,实现了高的中子灵敏度.基于Geant4的蒙特卡罗模拟表明21片栅格板和2.5 mg/cm2的235U涂层的裂变电离室可以实现3 cps/nv的热中子探测灵敏度.使用Garfield++对探测器内电离电子的迁移和扩散的仿真结果表明,使用Ar/CO2(96/4)作为工作气体可以平衡电离电子的漂移速度和横向扩散,并实现极间电压为725 V时96.5％的电子迁移效率.本文的模拟和仿真结果表明,该类蜂窝结构裂变电离室在脉冲模式下具有高的热中子灵敏度,有希望适应反应堆从启动到满功率运行的宽量程的功率监测.

    裂变室探测器高灵敏度类蜂窝结构

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    基于6LiF/ZnS(Ag)和导光束的微型耐高温中子探测器设计与测试

    吴培玮赵立宏叶佳伟
    438-446页
    查看更多>>摘要：堆内中字注量率的测量对于反应堆的安全运行至关重要.闪烁体光纤中子探测器因其工作稳定、抗干扰能力强以及能够深入狭窄空间的特性在堆内中字注量率在线监测中发挥重要作用.将6LiF/ZnS(Ag)混合材料和导光束相结合,设计了一种微型耐高温中子探测器.使用蒙特卡罗软件Geant4和光学仿真软件TracePro完成了探头结构的优化设计,并采用毛细玻璃管解决了粉末状闪烁材料在形状应用上的限制,显著提高了光产率.利用中国核动力研究院零功率实验堆和南华大学中子实验放射源进行了性能测试,结果表明探测器高温工作稳定性好、计数率高、响应灵敏以及γ抑制能力强,具备相对中字注量率在线监测能力,为将来适用于更高温度环境的高计数率微型闪烁体中子探测器的研制奠定了坚实基础.

    中子探测器微型耐高温6LiF/ZnS(Ag)导光束

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    基于天然本底40K的单峰稳谱算法研究

    程梓芸周玉龙李林祥王忠海...
    447-453页
    查看更多>>摘要：放射性核素的探测与识别在防止核材料扩散、反对核恐怖主义、海关检测以及核事故应急中有着重要应用,是核安全领域中关键的一环.常用的闪烁体探测器(如NaI(Tl)和LaBr3(Ce)探测器)在外部工作环境(如温度、磁场等)变化时会出现能谱漂移现象,导致核素识别结果出错.为了校正探测器在不同温度下测量时发生的谱漂移,研究了一种单峰稳谱算法,该算法利用天然本底中40K 1 460 keV特征峰作为参考峰,对比实测本底谱与数据库中已知不同温度本底谱中40K特征峰位,对实测能谱进行校正.该方法不需要依靠探测器中晶体自身本底特征峰(如LaBr3(Ce)的138La 36 keV)或者借助外部放射源,因此操作更加方便简单,适用性也更好.本文通过在不同温度下开展测试实验,证明了该方法能够有效地进行稳谱,同时验证了核素识别的准确性.

    核素识别稳谱能谱漂移

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    堆外核测量系统裂变电离室线性响应研究

    邱顺利董进诚葛孟团肖伟...
    454-463页
    查看更多>>摘要：为满足先进反应堆堆外核测量系统中间量程测量通道灵敏度高、探测器灵敏区长、反应堆线性响应好的需求,采用多支灵敏区长度具有一定比例关系、同时机械结构完全相同的裂变电离室,进行热中子灵敏度标定和反应堆线性响应研究,以为核电厂实际所需长灵敏区裂变电离室提供一种在现有试验堆条件下进行其核性能试验的方法.通过测量不同灵敏区长度的裂变电离室热中子灵敏度和反应堆高中字注量率下的线性响应,对其热中子灵敏度随灵敏区长度的线性变化和反应堆线性响应进行试验验证.测量结果表明,裂变电离室热中子灵敏度随灵敏区长度呈线性关系,且在反应堆热中子注量率1.23×102～3.10×1010nv(1 nv=1 n·cm-2·s-1)范围内进行计数率模式和MSV模式线性拟合,裂变电离室最大线性度为-1.23％.

    堆外核测量系统裂变电离室反应堆线性响应热中子灵敏度线性度

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    ITER气体加料仪控设计和系统验证

    谷正阳赵宇轩李伟夏志伟...
    464-473页
    查看更多>>摘要：基于ITER气体加料的功能需求,及面临ITER超长注入管线、强磁场、高辐照及涉氚的特殊运行工况,并遵循ITER仪控系统的设计框架,完成了气体加料运行控制系统的设计和仪控器件改进.并依据GIS终期设计方案构建试验平台,对系统气体加料特性进行试验研究.获得了系统响应时间等关键技术指标,同时验证了预过充策略对长管道气体输运响应时间的优化,以及采用载气模式实现快速杂质气体注入的有效性.

    气体加料预过充策略试验平台响应时间

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