基于MCP的快中子像探测器模拟研究
特快中子测量中探测器角度模拟与屏蔽条件实验研究
光子脉冲宽度 分布 ， 确定 了特 快中子能谱测量的最佳屏蔽铅条件。
关键 词： 特快 中子 ； 探测角度 ； 屏蔽条件 ； 能谱
中图分类号 ： Ｔ Ｌ ８பைடு நூலகம்１ ６＋． ３ 文献标志码 ： Ａ 文章 编 号 ： ０ ２ ５ ８ － ０ ９ ３ ４ （ ２ ０ １ ６ ） １ １ — １ １ ３ １ － ０ ４
的Ｔ ａ 靶， 通过 模拟 计算 得 到高 能 电子打 靶后 大 于１ Ｍ ｅ Ｖ 的 中子 和 光 子 角 度 及 其 能 量 分 布规
律如图 ３ ， 图 ４所 示 。
１
ｏ０ ０
图１ 特快 中子飞 行 时 间探测 系 统
１ ． ２ 原 理
高能 电子轰 击 金 属 靶 ， 轫 致 辐 射 产 生 光
不同种 类 的俘 获 截 面 引。我 国东 莞 的 散 裂 中子 源在 ２ ０ １ ８年 前 ¨ 仍 不 能 投入 使 用 ， 目前 中子 方 面 的实 验 对 中 子束 流需 求 量较 大 ， 因此 光 中子 源 的研 究 与应 用 也应 同时 进行 。强 激光
中子的探 测位 置。再基 于模 拟确定 的探测位 置， 采用不 同厚度的前 向屏蔽铅对光子脉宽进
产 生 的特快 中子 作 为 中子 源 ， 采用 Ｓ Ｔ ４ ０ １塑 料
作者简介 ： 邓超 （ １ ９ ９ １ 一） ， 男， 四川成 都人 ， 在读硕 士 生， 攻读方 向 为核 辐 射探 测 研究 。通 信作 者 ： 庹 先 国， 男， 教授 ， Ｅ—ｍ ａ ｉ ｌ ： ｔ ｕ ｏ ｘ ｇ ＠ｓ ｗ ｕ ｓ ｔ ． ｅ ｄ ｕ ． ｃ ｎ 。
阈探 测器 法 和 Ｂ ｏ ｎ ｎ ｅ ｒ 球 法 等 。其 中 ， 飞 行 时
中子成像系统的建立与快中子共振成像的实验研究的开题报告
中子成像系统的建立与快中子共振成像的实验研究的开题报告一、研究背景中子成像技术被广泛应用于各种科学研究和工程领域。
与传统的X射线成像技术相比，中子成像可以穿透厚密的样品，因此能够提供更多的信息。
其中，快中子共振成像技术（Fast Neutron Resonance Radiography，FNRR）是一种基于中子吸收谱（Neutron Absorption Spectrum，NAS）的中子成像技术，可以用于探测轻元素和无机化合物等嵌置的物质，具有很高的分辨率和探测灵敏度。
二、研究目的本研究的主要目的是建立一套中子成像系统，并开展快中子共振成像的实验研究。
具体研究内容包括：1. 设计并建造中子成像系统，包括探测器、氢气冷源等。
2. 开展常规中子成像实验，测试系统的成像分辨率和探测灵敏度。
3. 利用快中子共振成像技术，探测不同嵌置物质的中子吸收谱，研究其谱线特征及影响因素，探究快中子共振成像的成像原理和优势。
4. 开展不同样品的快中子共振成像实验，如化合物、生物样本等，研究不同物质的成像效果和应用前景。
三、研究方法1. 设计并建造中子成像系统，包括放射性中子源、探测器、氢气冷源等部分，对系统进行调试和测试。
2. 根据常规中子成像的原理，利用制作不同密度和材质的样品进行成像测试，评估成像质量。
3. 开展快中子共振成像的实验，测量样品的中子吸收谱，并通过修正区间法或谐振峰法进行峰定位和谱线拟合。
4. 将测量得到的吸收谱进行成像处理，获得成像结果。
四、预期成果1. 建立一套中子成像系统，实现常规中子成像和快中子共振成像的实验。
2. 测试系统的成像分辨率和探测灵敏度，评估系统的性能。
3. 掌握快中子共振成像的原理和实验操作技术，研究快中子共振成像的谱线特征及影响因素。
4. 成功应用快中子共振成像技术，实现不同嵌置物质的成像探测，证明其在物质成分探测中的应用前景。
一种MCP光子计数位置灵敏探测器图像采集系统
关键 词 ：位 置灵敏 ； 计 数 ；图像 采集 ；Ｌ ａ ｂ ＶＩ Ｅ １ Ⅳ ＿ 中 图分 类号 ： Ｔ Ｐ ３ ９ ４ ． １ ； Ｔ Ｈ ６ ９ １ ． ９ 文献标 识码 ： Ａ ｄ ｏ ｉ ： ｌ Ｏ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ５ — ５ ６ ３ ０ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ５ ． ０ １ ７
ｓ ｅ ｎ ｓ ｉ ｔ ｉ ｖ ｅ ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ ，ｔ ｈ ｅ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗａ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｈ ａ ｒ ｄ ｗａ ｒ ｅ ｒ ｅ ｑ ｕ ｉ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｔ ｏ ｉ ｍｐ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｉ ｔ ｓ ｉ ｍａ ｇ ｅ ｆ ｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｒ ｅ
（ １ ． Ｃｈ ａ ｎｇ ｃ ｈ ｕ ｎ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｏｐ ｔ ｉ ｃ ｓ，Ｆｉ ｎ ｅ Ｍｅ ｃ ｈａ ｎ ｉ ｃ ｓ ａ ｎ ｄ Ｐｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ｓ ，Ｃｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ｅ Ａｃ ａ ｄ ｅ ｍｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ ，Ｃｈ ａ ｎ ｇ ｃ ｈｕ ｎ １ ３ ０ ０ ３ ３，Ｃｈ ｉ ｎ ａ；
一
种 ＭＣ Ｐ光 子计数 位置 灵敏探测 器 图像 采集 系统
＊
何 玲 平 ， 岳 巾英 ， 陈 波
（ １ ． 中国科学院 长春光 学精密机械与物理研究所 ， 吉林 长春 ２ ． 长春工程学院 理学 院， 吉林 ， 长春 １ ３ ０ ０ ２ １ ） １ ３ ０ ０ ３ ３ ；
针对高探测效率热中子探测器的模拟研究陆年华清华
1.0
Detection Probability
Detection Probability
T=0.1um T=0.2um T=0.4um T=0.6um T=0.8um T=1.0um
0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 0
T=0.1um T=0.2um T=0.4um T=0.6um T=0.8um T=1.0um
9000 12000 15000 31000
150
Thickness (nm)
100
~208.65nm
50
0 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
Y (mm)
2018/8/22
Tsinghua University
19
Thanks for your attention!
2018/8/22
– 空间分辨率
– 计数率
固体探测器
– 结构紧凑 – 空间分辨率好 – 探测效率不高
• 中子的吸收 • 带电粒子的出射
2018/8/22
更好的探测系统？ 基于微通道板中子转换体
Tsinghua University
4
微通道板
D 12~13 μm P 15~16 μm
2018/8/22
Tsinghua University
厚度可以较小 带电粒子容易进入通道
– 可行√
2018/8/22 Tsinghua University 6
模拟研究
掺杂模型
镀膜模型
2018/8/22 Tsinghua University 7
模拟研究
• 模拟
– P1：中子在微通道板中消失的概率
MCP技术在高能物理研究中的应用
MCP技术在高能物理研究中的应用高能物理研究是一门颇具挑战性的学科，需要一系列先进的技术来支持其研究工作。
MCP技术就是其中之一，它可以被用于高能物理研究中的探测器上，帮助研究人员清晰地观测到高能粒子的轨迹，为探索宇宙奥秘提供了强有力的技术支持。
一、MCP技术介绍MCP技术全称为微通道板技术(Micro Channel Plate)，它是由许多小孔道组成的平板状探测器。
这些小孔道的直径只有数微米至数十微米不等，通常是由玻璃、石英或陶瓷等材料制成。
通过施加高电场，MCP可以将光子或电子的能量扩大成为可被测量的电荷。
MCP技术具有高增益、快速响应、高能量分辨率等优点，广泛应用于高能物理中探测器的制造，例如时间控制系统、位置感应器等。
同时，这一技术还可以应用于其他领域，如粒子显微镜、荧光显微镜、光谱学等等。
二、MCP技术在高能物理研究中的应用非常广泛。
在粒子物理学中，MCP经常被用作电子和离子的探测器，可以测量它们的能量、速度、轨迹等信息，进而推断它们的性质和行为。
此外，MCP还可以被用于大能量物理实验中，如PANDA实验中的强子谱仪(Spectrometer)就使用了MCP技术。
这些探测器可以将高能粒子的信息探测出来，帮助研究人员了解高能粒子之间的相互作用，探寻宇宙本源。
这些实验中使用的MCP技术需要能够在极端的环境下运行，因为高能物理实验通常在高能粒子的辐射环境下进行，而MCP则需要能够承受这种辐射并继续保持其探测能力。
因此，压制辐射和适当的材料选择是MCP技术在高能物理实验中应用的核心问题。
三、MCP技术的发展随着科技的发展和应用的普及，MCP技术在高能物理研究中的应用也越来越广泛。
以PANDA实验为例，该实验中使用的MCP技术已经在其压制辐射和能量分辨率方面有了很大的提高，具有更好的探测效率和信噪比。
另外，MCP技术还在不断的发展之中。
例如，MCP-CVD技术就是一种将金属膜喷射石墨表面，然后在高温下沉积钨阳极和阴极来制造MCP的新方法。
应用于中子照相的热中子敏感微通道板
应用于中子照相的热中子敏感微通道板潘京生;顾燕;孙建宁;苏德坦;陆强【摘要】介绍了中子成像探测技术的应用.由于直接在微通道板(MCP)玻璃中掺加中子灵敏核素可使MCP对热中子敏感,从而可将MCP事件计数成像探测器的优势成功地应用于以中子为探针的成像探测技术,本文开展了热中子敏感微通道板的研究.通过在MCP玻璃中掺摩尔百分比为3％的Gd2O3,并沿用MCP的制作方法,完成了直径为50 mm和106 mm的大面阵热中子敏感MCP的制作,并进行了基于这种大面阵热中子敏感MCP的中子事件计数成像探测器的中子成像实验.理论和实验结果都验证了掺摩尔百分比为3％的Gd2O3 MCP可取得对热、冷中子30％～50％的探测效率.最后,进一步介绍了目前开展的封装式中子敏感MCP增强管的研制工作.基于掺Gd2O3的MCP增强管并经光学耦合到CCD或CMOS相机的紧凑混合传感器结构是实现高时空分辨能力的中子照相无损检测技术的有效途径.【期刊名称】《光学精密工程》【年(卷),期】2015(023)003【总页数】7页(P660-666)【关键词】中子照相;中子相机;中子敏感微通道板;增强CCD;增强CMOS-APS 【作者】潘京生;顾燕;孙建宁;苏德坦;陆强【作者单位】北方夜视技术股份有限公司,江苏南京211102;北方夜视技术股份有限公司,江苏南京211102;北方夜视技术股份有限公司,江苏南京211102;北方夜视技术股份有限公司,江苏南京211102;北方夜视技术股份有限公司,江苏南京211102【正文语种】中文【中图分类】TL816.3;TN151.11 引言在凝聚体物理学、材料科学和工程、地球科学以及生物科学等多个基础科学领域，中子成像已成为一种有效的探测方式。
中子相互作用概率与核结构的相关性决定了不同材料对中子的吸收系数经常有着数量级的差别，因此中子成像可获得更高的分辨力和灵敏度，而通过中子计算机断层成像进一步保留中子吸收的空间分布信息，对其物理结构按照实际的空间相对位置和方向进行可视化成像，有助于理解材料缺陷发展和器件失效的基本机制［1－4］。
^(10)B+Si快中子探测器设计
^(10)B+Si快中子探测器设计
夏广鹏;杜泽;张雍;朱光宇;谢宏明;李志学;魏源;顾可伟;宋睿;景龙
【期刊名称】《核电子学与探测技术》
【年(卷),期】2022(42)2
【摘要】介绍了一种基于^(10)B+Si的快中子探测器的设计.利用MCNPX软件对^(10)B+Si快中子探测器进行建模,并且对其探测器效率、几何参数、慢化材料进行了模拟计算,给出了含硼橡胶作为慢中子吸收层、聚乙烯作为慢化层、硼薄膜作为反射层的设计方案.模拟计算以及实测结果表明,该探测器可以满足质子加速器低能区的束损监测需求.
【总页数】6页(P274-279)
【作者】夏广鹏;杜泽;张雍;朱光宇;谢宏明;李志学;魏源;顾可伟;宋睿;景龙
【作者单位】兰州大学核科学与技术学院;中国科学院近代物理研究所;中国科学院大学
【正文语种】中文
【中图分类】TL816.3
【相关文献】
1.测量反应堆快中子注量率的电流型宽禁带半导体探测器设计
2.基于紫外红外原理的火焰探测器的设计实现及FD10系列火焰探测器产品
3.基于微结构气体探测器对单能和连续谱快中子的模拟解谱
4.掺钆液闪探测器用于锦屏地下实验室的快中子本底测量
5.基于闪烁体阵列的双端读出快中子探测器及其轴向位置校准方法
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一种基于聚乙烯的MCP中子探测器[发明专利]
![一种基于聚乙烯的MCP中子探测器[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/894c78117c1cfad6185fa789.png)
专利名称：一种基于聚乙烯的MCP中子探测器专利类型：发明专利
发明人：张小东,欧阳晓平,姜文刚,谭新建,翁秀峰申请号：CN201710225170.3
申请日：20170407
公开号：CN106970412A
公开日：
20170721
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种应用于超快脉冲中子辐射场中测量中子时间谱的中子探测器，特别涉及一种利用中子与聚乙烯反应产生的反冲质子入射在MCP中产生二次电子并倍增输出脉冲电流信号，从而实现对中子测量的探测器。
用以克服现有技术中中子探测器时间响应慢的缺陷。
包括外筒、高压电缆头、信号电缆头，密封固定在外筒前端面的入射窗，密封固定在外筒后端面的出射窗，以及在所述外筒内沿入射中子传播方向依次固定设置的转换靶、二次电子倍增器件和陶瓷片，所述转换靶为聚乙烯片，所述二次电子倍增器件为叠放设置的若干MCP片，二次电子倍增器件两侧分别加载所述高压电缆头的阴极和阳极，所述信号电缆头的信号采集端设置在所述陶瓷片外侧。
申请人：西北核技术研究所
地址：710024 陕西省西安市灞桥区平峪路28号
国籍：CN
代理机构：西安智邦专利商标代理有限公司
代理人：倪金荣
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Micromegas探测器测量快中子的蒙特卡罗模拟
பைடு நூலகம்
作者 简介 ：汪珊珊 （ １ ９ ７ ９ － ） ，女，四川成都人，讲师，硕士，研究方 向：原子 团簇物理及粒 子束应 用物理 ； Ｅ ｍａ ｉ ｌ ： １ ７ ９ ２ ７ ４ １ ＠ｑ ｑ ． ｃ ｏ ｍ；
ｔ ｗ ｉ ｎ ｋ ｌ ｅ ｌ ３ ３ ＠ｌ ６ ３ ． ｃ ｏ ｍ
第３ ９ 卷第 ５ 期
南 学学 自 学 １ Ｊ ｏ ｕ ｍａ １ ｏ ｆＳ ｏ ｕ ｔ ｈ ｗｅ ｓ ｔＵｎ ｉ ｖ ｅｒ ｓ ｉ ｔ ｙｆ ｏｒＮ ａ ｔ ｉ ｏ ｎａ ｌ ｉ ｔ ｉ ｅ ｓ Ｎａ ｔ ｕ ｒ ａ １ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅＥ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ
模 拟中暂时不考虑金属 网和倍增区， 这是 因为在该项模拟中， 只计算在转换材料 中产生的质子飞如漂移 区以及 其在漂移区产生 电子－ 离子对的过程． 与文献 ［ Ｊ 】 中的设置相 同， 在模拟中将 漂移区的厚度设置为 ３ 毫米， 漂移区 气体为一 定比例的 Ａ ｒ 气和二氧化碳气体的混合．同时为 了精确描述漂移区内气体 的密度， 设定探测器的温度为 ３ ０ ０ Ｋ ， 压力为 １ 个标准大气压． 此外， 漂移区的 电场为 １ ｋ ｖ ／ ｃ ｍ 的静 电场， 这与文献［ 中的设置也是一致 的． 在 模拟程序 中， 每一个在转换材料中产生的质子在穿越转换层和漂移 区之 间的界面时都会被记录到数据文件 中． 在基于 Ｇ ａ ｒ ｉ ｆ ｅ ｌ ｄ的模拟程序 中， 探测器 的 ２维纵向剖面图见图 １ ．
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快中子照相在武器质量检测中的可行性研究
快中子照相在武器质量检测中的可行性研究167文章编号：1006-9941(2018)02-0167-06快中子照相在武器质量检测中的可行性研究鲁昌兵1王宋2,文刚3,许鹏4张显鹏5,鲍杰1(1.中国原子能科学研究院核数据重点实验室，北京102413; 2.中国人民解放军第92609部队，北京100071; 3.复杂航空系统 仿真重点实验室，北京100076; 4.西安高技术研究所，陕西西安710025; 5.西北核技术研究所，陕西西安710024)摘要：为研究快中子照相技术（F N R)在武器质量检测中的可行性，以公开的武器模型数据建立模拟模型，利用M o n t e C a r l o (M C)方法对快中子照相在武器质量检测中的安全性进行评估，由评估数据得出在14.1 M e V快中子累计照射2x108n条件下，铀、钚两种裂变材料损伤极小。
同时，参考国外研究模型和预设缺陷，设计加工了类比模型实验样品，通过实验和模拟相结合的方式对武器检测中可能出现的内部狭缝、圆孔和中心位移等问题进行研究。
实验结果表明F N R可以识别5 m m钢包裹条件下的1m m的 狭缝缺陷。
模拟结F N R可以实现对特定厚度的特殊材料进行中缺陷诊断，模拟评估和实验结快中子照相技术在武器质量检测中具有可行性。
关键词：快中子照相技术（F N R);武器质量检测；安全性评估；可行性研究；M o n t e C a r l o(M C)方法中图分类号：T j55文献标志码：A D O I:10.11943/j.iss n.1006-9941.2018.02.0101引言快中子照相技术具有比传统X射线照相能量更高、的，可利用物质的 对放射性材料中的轻物质进行检测[1_2]。
由于快中子照相的独特优 ，该技术可用 武器 的无损检测。
美国：斯利 国家实验室在快中子照相应用于库存核武库检测方面进行了研究，其于2008年建成了 型快中子照相系统，利用65 c m x65 c m大型塑料闪烁体转 对加工武器模型进行成像，1m m[3]。
基于MCP的快速光子计数成像系统的设计方案
基于MCP的快速光子计数成像系统的设计方案李梅【摘要】通常基于MCP的阳极探测系统获得图像的速度受到噪声和信号处理速度的限制,影响了图像的时间分辨率和空间分辨率.介绍了一种快速光子计数成像探测器,使用的阳极结构避免了需要高信噪比的信号测量电路,及模拟信号到数字信号的转换,缩短了电子信号处理的时间,能有效提高图像质量.阳极面板依据格雷码编码方式划分区域,因此从微通道板出来的电子云在位敏阳极上的质心位星,由成对电极上的电荷比较值来确定,省略了由模拟信号变为数字信号的过程.所以对比较器的要求较高,要有高的运算速度,前端电子学具有高速、低噪、线性的特性.在此对快速先子计数成像系统提出了整体设计方案,并得到初步的实验结果,证实方案可行.%The image acquisition speed of positive pole detection system with MCP is usually limited by noise and signal processing speed, which reduce the time resolution and space resolution. A fast photon counting imaging system is introduced in this paper. The anode structure used in the detector avoids the demand of the signal detection circuit which requires high signal to noise ratio and analogue to digital conversion, curtails the time of signal processing* and improves the image quality effectively. The anode panel is divided according to the coding mode of Gray code, so the centroid position of electronic cloud on the position sensitive anode, coming form MCP, is determined by charge comparing values on pairs of electrodes. It omits the converting process of analogue signal to digital signal. Therefore, it requires very high-speed comparators. The front-end electronics has the characteristics of high-speed, low-noise and linearresponse. A design scheme of the fast photon counting imaging system is put forward in the article. The preliminary experiment results have been achieved. It confirms that the scheme is feasible.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2012(035)008【总页数】3页(P135-137)【关键词】光子计数;MCP;电荷分割;格雷码【作者】李梅【作者单位】武警工程大学通信工程系,陕西西安 710086【正文语种】中文【中图分类】TN23-34;O434.20 引言太阳紫外光谱中有许多高电离硅、氧、铁等元素的谱线，为太阳色球与日冕间过渡层和耀斑活动的研究提供极有价值的信息。
复杂快中子源编码成像高效模拟方法研究
复杂快中子源编码成像高效模拟方法研究张凤娜;张天奎;王东明;郑向阳;胡华四【摘要】为了解决快中子编码成像中复杂源图像定义与模拟效率的问题,研究了基于深度优先合并方法的复杂源图像定义方法.采用栅元合并技术来减小源定义所需栅元数目,同时保证蒙特卡洛模拟中源抽样的效率,从而提高复杂源图像编码成像模拟效率.模拟源为二值E字母时,源合并后模拟所得编码像的计算结果最小误差较源合并前没有变化且满足统计要求,计算时间则减少且为源合并前模拟时间的1/5;对16、64和256灰度阶E字母源进行了编码像的模拟计算,模拟结果的最小误差小于1％,符合重建研究的需要;采用3种重建算法对“西安交通大学校徽”复杂二值源的定义和模拟进行了源区重建,进而验证了基于深度优先合并的源定义方法的正确性.该方法可望为增进聚变源区所历复杂过程诊断的适应性提供一种切实可行的技术途径.【期刊名称】《西安交通大学学报》【年(卷),期】2016(050)007【总页数】7页(P118-124)【关键词】快中子编码成像;深度优先合并;复杂灰度源;蒙特卡洛模拟;图像重建【作者】张凤娜;张天奎;王东明;郑向阳;胡华四【作者单位】西安交通大学能源与动力工程学院,710049,西安;中国工程物理研究院激光聚变研究中心,621900,四川绵阳;西安交通大学能源与动力工程学院,710049,西安;环境保护部核与辐射安全中心,100082,北京;西安交通大学能源与动力工程学院,710049,西安【正文语种】中文【中图分类】TL65+7核聚变产物主要包括中子和α粒子、质子等带电粒子及光子。
聚变热核反应区的形状反映了驱动的对称性、流体力学的不稳定性及辐射的烧蚀等许多物理因素,是判断点火成功与否的关键物理参量[1]。
与X射线成像相比,聚变反应产生的粒子可以更直接地反映聚变等离子区域的形状和热核反应的燃烧对称性。
产生于聚变高密度等离子体区域的快中子平均能量在14.1 MeV,其具有很高的穿透能力,可以从聚变压缩区域穿出,因此采用以快中子为对象的编码成像技术,通过对源区进行编码成像,由编码图像经重建可获得源图像,这种重建源图像可以清晰地反映聚变压缩区域的尺寸、形状和均一性等特征[2-5]。
脉冲星MCP探测器设计与在轨验证
脉冲星MCP探测器设计与在轨验证徐延庭;宫超林;胡慧君;张玉兔;邵思霈;史钰峰;宋娟;宋晓林【摘要】X射线脉冲星导航技术为航天器真正意义上的自主导航提供了一种途径.针对该技术在轨验证问题,提出了基于微通道板(Micro-Channel Plate,MCP)的X 射线脉冲星导航探测器系统的设计.系统主要由光子探头、高压配电器和综合控制器组成.光子探头采用MCP作为核心功能部件,用于X射线光子信号的接收和倍增放大.高压配电器为光子探头中MCP提供工作电压.综合控制器作为探测器的管理中心,对探测器进行综合管理.MCP探测器由硬X射线调制望远镜(HXMT)卫星搭载.通过在轨测试,成功地获取了Crab脉冲星辐射脉冲轮廓,为X射线脉冲星导航技术的研究积累了经验.【期刊名称】《航天器工程》【年(卷),期】2018(027)005【总页数】6页(P114-119)【关键词】硬X射线调制望远镜卫星;脉冲星导航;X射线探测器;微通道板【作者】徐延庭;宫超林;胡慧君;张玉兔;邵思霈;史钰峰;宋娟;宋晓林【作者单位】山东航天电子技术研究所,山东烟台 264670;山东航天电子技术研究所,山东烟台 264670;山东航天电子技术研究所,山东烟台 264670;山东航天电子技术研究所,山东烟台 264670;山东航天电子技术研究所,山东烟台 264670;山东航天电子技术研究所,山东烟台 264670;山东航天电子技术研究所,山东烟台 264670;山东航天电子技术研究所,山东烟台 264670【正文语种】中文【中图分类】V474.1脉冲星是一种快速自转的中子星,它能够发出周期性的X射线。
由于其周期非常稳定,不同脉冲星的辐射又具有自身的特征,这使得脉冲星能够成为用于导航的天然信号源,X射线脉冲星导航具有重要的实际工程应用价值,有着巨大的发展潜力[1-2]。
但脉冲星X射线光子信号流量弱,需要灵敏度较高的探测器进行探测。
微通道板(Micro-Channel Plate,MCP)探测器可以实现103～106高增益的电子倍增,从而实现微弱信号的探测。
极紫外相机用MCP探测器
极紫外相机用MCP探测器
赵文锦;丁继华;刘学民;戴巧宁;姚勇;张文娟
【期刊名称】《固体电子学研究与进展》
【年(卷),期】2013(33)4
【摘要】极紫外成像探测是空间等离子探测的重要手段，南京电子器件研究所研制的球面MCP探测器组件是极紫外相机的关键部件，该组件与WSA阳极组合，可实现极紫外单光子计数成像。
相机的关键技术指标如下：电子增益大于10^6，单光子计数率优于10^5counts／s，暗计数小于10counts／（s·cm^2），相机图像分辨率达到5lp／mm左右，同时该组件满足“宇航级”力学和环境适应性的要求。
相机的关键技术指标优于美国同类器件水平，该相机将是我国首次将EUV 波段开口式位置灵敏阳极光子计数成像探测器应用于航天领域。
【总页数】1页(PF0003-F0003)
【关键词】探测器;MCP;南京电子器件研究所;光子计数成像;机用;外相;技术指标;图像分辨率
【作者】赵文锦;丁继华;刘学民;戴巧宁;姚勇;张文娟
【作者单位】南京电子器件研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TN144
【相关文献】
1.MAMA紫外探测器系统与高增益MCP [J], 黄钧良
2.MAMA紫外探测器系统与高增益MCP(二) [J], 黄钧良
3.MAMA紫外探测器系统与高增益MCP(三) [J], 黄钧良
4.使用曲面微通道板和感应电荷位置灵敏阳极的软 X 射线-极紫外光子计数成像探测器研究 [J], 尼启良
5.月基极紫外相机反射镜与探测器间支撑结构 [J], 王智;王忠素
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基于快中子伴随α粒子方法的爆炸物检测技术的蒙特卡罗方法模拟
基于快中子伴随α粒子方法的爆炸物检测技术的蒙特卡罗方
法模拟
郑玉来;王强;杨璐;李永;王国宝
【期刊名称】《核电子学与探测技术》
【年(卷),期】2013(000)010
【摘要】基于快中子伴随α粒子方法的爆炸物检测技术是一种可有效探测隐藏爆炸物的中子探测技术。
利用蒙特卡罗Geant4程序模拟计算石墨、水、TNT样品前有、无墙体两种情况在14 MeV中子作用下产生的γ射线在探测器内的能量沉积谱和飞行时间谱，通过对飞行时间谱的分析表明，选取适当的时间窗可在一定程度上抑制探测器上的本底信号。
【总页数】5页(P1175-1178,1202)
【作者】郑玉来;王强;杨璐;李永;王国宝
【作者单位】中国原子能科学研究院，北京102413;中国原子能科学研究院，北京102413;中国原子能科学研究院，北京102413;中国原子能科学研究院，北京102413;中国原子能科学研究院，北京102413
【正文语种】中文
【中图分类】O657.4
【相关文献】
1.快中子伴随α粒子成像技术在r包裹爆炸物检测中的应用 [J], 王强;王月;郑玉来
2.检测爆炸物和毒品的伴随粒子成像方法 [J], 徐四大;朱维彬
3.基于多重蒙特卡罗方法的核爆放射性粒子形成模拟研究 [J], 陈琳;郑毅;汪林
4.基于蒙特卡罗方法的内核代码热点动态检测技术研究 [J], 杨宁;卢显良
5.基于伴随粒子的快中子成像系统角分辨研究 [J], 孙世峰; 欧阳晓平
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在类G4VProcess中被定义，不同的物理过程的设计在细节上是不同的。
（5）粒子和材料的定义
用于描述粒子和材料的物理特性来实现粒子与物质相互作用的模拟。粒子的 定义基于类G4ParticleDefinition
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基于MCP的快中子像探测器模拟研究与设计
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目录
一、选题背景 二、Geant4简介 三、 MCP的模拟研究与设计
基于MCP的快中子像探测器模拟研究与设计
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设计概述
构成要素：事件产生器、探测器模拟、数据的重建和分析等 要求：(1)各个要素之间要有良好的交互窗口；
(2)这几个基本要素要能够被其它模块调用并使用。
设计理念（1）模块化
模块化的编写方式可以让使用者能够迅速 地调用所需的元素，提高了工作的效率
（2）灵活化
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天体物理
Geant4简介
加速器 设计
粒子 物理
原子核物理应用探测器 Nhomakorabea设计医学 物理
辐射防护
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Geant4简介
物理模型（核心）：包含了几乎所有的已知的粒子间相互作用（电磁
相互作用、弱相互作用、强子间强相互作用和光学现象）
Geant4简介
蒙卡方法：依靠重复的随机抽样以得到理想的数值结果
蒙卡方法解决问题的三个主要步骤： （1）构造或描述概率过程 （2）实现从已知概率分布抽样 （3）建立各种估计量
Geant4（for GEometry ANd Tracking）：基于蒙卡方法编写的程序
模拟粒子在物质中的输运过程的工具包，主要由粒子跟踪、几何模型、物 理模型和碰撞过程等几大模块组成。
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研究背景
微通道板（ Micro-channel Plate ）由于具有较高的增益和较好的空 间分辨被广泛的应用于X射线成像、电子成像等，但其在快中子成像领 域的应用还不太成熟。
图2 微通道板的结构示意图
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2、新型快中子MCP模拟研究 2-1：微通道板基体材料的优化选择 2-2：长径比的优化选择 2-3：不同层数微通道板转换效率的模拟计算
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目录
一、选题背景 二、Geant4简介 三、 MCP的模拟研究与设计
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MCP的模拟研究与设计
1、铅玻璃MCP对快中子转换效率模拟研究 1） MCP模拟模型
MCP参数 长 宽 厚度 D(孔径) L(孔长) θ(倾斜角)
50mm 50mm 1mm 25μm
1mm
8°
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图3 仿真模型示意图
图4 不同层数微通道板的结构
所有的物理过程实现的代码对用户都是开 源的，使用者能够更方便地了解、修改或增加 自己所需的物理过程。
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设计概述
对粒子输运的模拟主要包括以下几部分： ① 几何和材料模型的构造 ② 粒子与物质相互作用物理模型的构建 ③ 粒子的跟踪及管理 ④ 碰撞过程的数字化及管理 ⑤ 事件和粒子轨迹的管理 ⑥ 可视化界面 ⑦ 与用户的交互界面
Geant4模块调用及关系框图
依据粒子的轨迹来由事件类来组成一 个事件，并由运行函数来储存这些事 件，从而完成一次束流在探测器中的 传输。最后使用数据提取类来处理这 些事件的堆积。
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设计概述
Geant4体系结构 （1）Event
Event类为初级粒子的产生，定义包括了初级粒子的种类，角分布，能量分 布等初级粒子的基本属性。
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设计概述
以上这些类要实现其功能，都要 求提供跟踪粒子的信息和它们正 在发生的物理作用过程信息。
跟踪类就负责根据步长进行粒子 轨迹的跟踪
过程类用于实现物理相互作用模 型的启用
几何模型类用于处理粒子在不同 几何模型之间的传输。
以上提到的过程都可以被跟踪类 调用，该类为几何体积内碰撞和 数字化过程提供粒子轨迹的状态 和信息。
数值分析
基于MCP的快中子像探测器模拟 研究与设计
2019.05.16
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一、选题背景 二、Geant4简介 三、 MCP的模拟研究与设计
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基于MCP的快中子像探测器模拟研究与设计
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目录
一、选题背景 二、Geant4简介 三、 MCP的模拟研究与设计
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基于MCP的快中子像探测器模拟研究与设计
优势：
① 该程序所能模拟的粒子涵盖了大量的长寿命粒子、材料和元素， 能量范围从250eV一直到TeV量级均可模拟。
② 材料库也涵盖了大部分已知常用材料。 ③ 完善的粒子与物质相互作用的相关物理模型模块，建有完整的反应截
面数据库模块，可以方便调用并实现最优的模拟。 ④ 开源不收取版权使用费等优点
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研究背景
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1. 中子束 2. 入射窗 3. MCP+SCR 4. 真空腔 5. 反射镜 6. CCD相机
快中子像探测探测器示意图
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研究内容
采用 模拟程序 Geant4开展MCP转换效率的 研究，通过模拟完成以下工作： 1、铅玻璃MCP对快中子转换效率模拟研究
选题背景
快中子照相是一种重要的无损检测手段，是利用快中子射线 穿过被检测物时强度的变化，获得物体及其缺陷的一种成像方式。
图1 快中子照相原理图
目前用于快中子照相的探测系统，空间分辨率和转换效率普 遍偏低。研制高探测效率、高空间分辨的快中子像探测器，仍然 是推进快中子照相技术发展和应用的关键技术之一。
（2）几何和探测器系统
几何模块主要用于描述一个几何的结构和当初次粒子通过几何体后粒子的增 殖等。引入了逻辑体和物理体的概念。 实体：定义物体形状、大小 逻辑体：确定材料 物理体：确定位置
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设计概述
Geant4体系结构 （3）粒子的追踪
Geant4对粒子的跟踪依赖粒子的输运过程，每一个粒子在模拟要求的精度下 按照步长移动。每一个步长包含一系列反应，譬如粒子的散射，衰变，二次 粒子的产生等。