大面积塑料闪烁体_探测技术研究_曹琳
一种塑料闪烁体探测器及其封装方法[发明专利]
![一种塑料闪烁体探测器及其封装方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/6acb4fd10b4c2e3f562763b9.png)
专利名称：一种塑料闪烁体探测器及其封装方法专利类型：发明专利
发明人：潘子文,董靖宇,叶邦角
申请号：CN202010824098.8
申请日：20200817
公开号：CN111983666A
公开日：
20201124
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种塑料闪烁体探测器及其封装方法，塑料闪烁体(粒子探测区域)使用特氟龙胶带包裹而光导(荧光光子传输区域)使用高反射率铝箔包裹的特氟龙‑铝箔混合封装方法，以尽可能优化塑料闪烁体探测器的荧光收集效率，从而提高μSR谱学用塑料闪烁体探测器的能量分辨和时间分辨能力。
本发明优点为具有高的荧光收集效率，高的信噪比，更好的能量分辨和时间分辨能力，封装方式简单，材料成本低廉。
申请人：中国科学技术大学
地址：230026 安徽省合肥市包河区金寨路96号
国籍：CN
代理机构：北京科迪生专利代理有限责任公司
代理人：杨学明
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大面积塑料闪烁体_探测技术研究_曹琳
问题 。 塑料闪烁体的反射层 、闪烁光收集 、光电倍
增管和电子学的信噪比 、计数方法都对 γ射线 探测效率的相对高低有影响 , 本文着重研究如 何提高闪烁光的收集 。
1 探测模型
1.1 单路测量 传统单路信号采集方法如图 1 。
图 1 传统单路信号采集方法
该方法在探测器面积较大时 , 存在当 γ射
在国内 , 梁齐和李玉兰等人分别开展过长
线入射点在距离信号收集点较远时 , γ射线引 方体塑料闪烁 体光收集效率的理论和实验研
起的荧光要经较长的距离才能传到 光电倍增 管 , 在传输过程中被吸收的概率较大 , 探测效率 较低 。如图 1 中 γ射线从 A 点入射 的探测效 率低于 B 点入射 。
究 , 分别指出随着发光点到光采集点距离的增 加 , 光收集效率明显下降[ 4 , 5] 。 1.2 两路加和测量
52
此外 , 本实验设计如下实验方案检验加和 器计数的可靠性 。分别单独测量图 2 中单道 1 计数 N 1 和单道 2 计数 N 2 , 然后测量两路符合 计数 N coin (即重复计 数部分)。 用两路计 数相 加再扣除符合计数可得到其真计数 N r 。
N r = N 1 +N 2 -N coin 把 N r 与 N s 进行比较 , 如果这两个结果能 很好的吻合 , 则说明使用加和器对两路信号进 行采集的方法可行 。 实验方案如图 2 。
(中国工程物理研究院核物理与化学研究所 , 四川 绵阳 621900)
摘要 :使用大面积塑料闪烁体探测器对 γ射 线进行探测时会出现远离信 号采集端的 入射粒子 探测
效率 低的现象 , 在对大面积塑料闪烁体探测器两端同时进 行信号采集的基础上 , 使用加和 器对两路 信号
LaBr_3：Ce(5%)闪烁探测器的MC研究
晶体对 中高能 量 射线 的探测效率较高 ， 而在较低能量时探测效率低 于 Ｎ ＩＴ ） ａ（ １ 晶体。
关键词 ：ａ ｒ： ｅ ５ ） ＬＢ Ｃ （ ％ 闪烁探测 器 ； 蒙特卡罗方法 ； 能量分辨率 ； 晶体尺寸 ； 峰总 比 中图分类 号 ： Ｔ １ ．１ Ｌ８ ２ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： ０ ５ －９ ４ ２ １ ）９１ １ －５ ２ ８０ ３ （ ００ ０ —２ ５０
Ｍ Ｖ ， 系数 没有 单 位 。 舢 取 决 于 探 测 器 ｅ ｃ 性能， 通过对实验测 到的 ， 进行拟合 ， 删 拟合 需要 入射 能量 的 ＾ 线 及 相 对 应 实 验测 到 的 ｙ射
要 利用蒙特卡 罗方法 探 索研 究 ＬＢ３Ｃ （ ％ ） ａ ｒ：ｅ ５
探测器 在 ＾能谱应 用 方 面 的 性 能 ， ｙ 通过 模 拟 程
四 十年 代 以来 ， 随着 光 电倍 增 管 等微 光 探 测 器件 与 技 术 的进 步 ， 烁探 测 器 得 到 了迅 速 闪 的 发展 与广 泛 的应 用 ， 常被 用 于 核 物理 和 高 通 能物理 、 医学 、 射 、 损检 测 、 衍 无 国家 安全 及地 质 勘探 等领域 。 理 论上应 用 于这 些 方面 的闪烁 晶体应 该具 有高 的闪烁 和探测 效 率 ， 的时 间 、 间 和能 量 好 空
收稿 日期 ：０００ —１ ２ １－１１ 基金项 目 ： 教育部科学 技术 研究 重 点项 目（０ ０ ７ ２８６ ） 资助 ； 江西省青年科学 家 （ 冈之 星 ） 井 培养对象 计划
资助 。
塑料闪烁体探测器工作原理
塑料闪烁体探测器工作原理1. 引言大家好，今天咱们来聊聊一个有趣的科技玩意儿——塑料闪烁体探测器。
这听起来可能像个高科技词汇，其实，它的原理并不复杂。
就像你和朋友一起玩捉迷藏，找到他的时候心里那个小激动，塑料闪烁体探测器也是在“找东西”，而且它找的是微小的粒子，像宇宙中的那些小秘密。
接下来，就让我们揭开这个神秘的面纱吧！2. 什么是塑料闪烁体探测器？2.1 塑料闪烁体的基本概念说到塑料闪烁体，简单来说，它就是一种能发光的塑料材料。
当高能粒子通过它时，就像你在黑暗中一不小心摔了一跤，瞬间产生了“闪光”效果。
这里的“高能粒子”可以是宇宙射线，也可以是其他放射性物质。
它们在塑料中快速移动，就像你在游乐场的过山车上，嗖的一下，刺激又兴奋。
2.2 工作原理那么，这个探测器到底是怎么工作的呢？其实很简单。
首先，当高能粒子撞击塑料闪烁体的时候，塑料中的分子就会激发起来，开始发光。
接着，这些光信号会被探测器内部的光电二极管捕捉到。
可以想象成，咱们的塑料就像是一个舞台，粒子就是台上的演员，而光电二极管就是在台下聚精会神观看表演的观众。
哇，真是个热闹的场面！3. 应用领域3.1 科学研究那么，塑料闪烁体探测器在哪些地方可以派上用场呢？首先，它在科学研究中可是大显身手。
科学家们利用它来探测宇宙中的粒子，寻找暗物质和其他神秘的现象。
就像侦探在解谜一样，他们通过这些微小的光信号，逐步拼凑出宇宙的故事。
这种探测器不仅轻便，还能适应各种环境，真是科研工作者的好帮手。
3.2 医疗领域再说说医疗领域，塑料闪烁体探测器同样有它的一席之地。
它们被用在某些医学成像设备中，比如正电子发射计算机断层扫描（PET）。
听起来复杂，其实就像是在给身体做一次“大扫除”，帮助医生更好地了解身体内部的状况。
这可真是救命稻草，能够提前发现许多问题，让医生和患者都能松一口气。
4. 总结好啦，朋友们，今天咱们简单聊了聊塑料闪烁体探测器的工作原理。
它从科学研究到医疗领域，真是无所不能，简直就像个全能选手。
塑料闪烁体探测器性能比较
塑料闪烁体探测器性能比较
王相星;吴代银;卢凌鹏
【期刊名称】《核电子学与探测技术》
【年(卷),期】2022(42)1
【摘要】采用MC模拟了对溶剂BC408、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、PS(聚苯乙烯)、乙烯基甲苯、LiME(甲基丙烯酸锂)共5种材质的塑料闪烁体在不同射线能量下的性能参数测试,并将实验数据进行对比,进而选出光产额与探测效率较高的产品.实验结果表明:BC408塑料闪烁体在能量区间为0~0.662 MeV的射线照射下的光产额与探测效率皆比其他4种材质更为稳定,适用性更强.此次试验结果可为使用选取探测器提供参考.
【总页数】5页(P141-145)
【作者】王相星;吴代银;卢凌鹏
【作者单位】成都理工大学工程技术学院;核工业西南物理研究院
【正文语种】中文
【中图分类】TL812
【相关文献】
1.溴化镧、碘化钠和塑料闪烁探测器性能比较
2.塑料闪烁体探测器成形堆积判别与校正方法
3.塑料闪烁体探测器中子/伽马甄别能力研究
4.深空探测用塑料闪烁体阵列式缪子探测器电子学采集系统设计
5.MC法计算塑料闪烁体探测器阵列反中微子探测效率
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长塑料闪烁体核子料位计的研制
长塑料闪烁体核子料位计的研制干小宇;宓逸舟;冯婷婷;梁城【摘要】介绍了一种基于长塑料闪烁体的核子料位测量系统.根据射线穿过物料后强度衰减的原理,通过测定射线强度的变化确定料位的高度,分析了闪烁探测器的硬件结构,对塑料闪烁体两端以指数规律衰减的计数求加.闪烁探测器采用两端带有光电倍增管的长塑料闪烁体,并通过射随器和滞回比较电路增加探测信号带负载能力、滤除噪声和信号甄别.根据HND-S2塑料闪烁体的性能测试结果,建立探测器两端信号与点状放射源相对位置的关系,通过对其积分运算确定现场线状放射源理想模型来测定料位高度,其测量精度高误差低于1％,可广泛应用于石油、化工、医药等行业中.【期刊名称】《电子科技》【年(卷),期】2015(028)011【总页数】4页(P51-54)【关键词】料位测量;塑料闪烁体;闪烁探测器;放射源【作者】干小宇;宓逸舟;冯婷婷;梁城【作者单位】合肥工业大学电子科学与应用物理学院,安徽合肥230009;合肥工业大学电子科学与应用物理学院,安徽合肥230009;合肥工业大学电子科学与应用物理学院,安徽合肥230009;合肥工业大学电子科学与应用物理学院,安徽合肥230009【正文语种】中文【中图分类】TL82核子料位计是利用放射源射线与物料的相互作用，探测衰减后的γ 射线强度，依据衰减遵循指数规律来测量料位的一种仪器。
其采用非接触的测量方式，具有反应速度快，稳定性高等优点，特别在高温、高压、强腐蚀等恶劣环境下，具有广阔的应用前景。
本文研制的核子料位计在闪烁探测器上进行了改进，采用长塑料闪烁体。
塑料闪烁体制作简便可加工成各种模型，发光衰减时间短，光传输性好，同时具有耐辐照，性能稳定，耐潮湿、震动、冲击，在8 ～10 年内发光效率无明显变化的优点［1］，这些特性相比常用的NaI(TI)闪烁体在核子料位计［2］上应用具有明显优势。
方案中设计的核子料位计具有测量精度高、稳定性好等特点，可应用于对测量精度要求高的工业环境。
大面积塑料闪烁探测器剂量线性测量及修正
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）06-0030-040 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。
大面积塑料闪烁体探测模块的性能测试
数 ： 于 １０ ； 小 ． 功率 ： Ｏｗ ； 作环 境 ： ～ ６ 工 ０
５ Ｏ℃ 。
４ 蓄 电池 ） 外 形 尺寸 １ ５ｍｍＸ１ ５ｍｒ Ｘ１ ５ｍｒ ； ４ ６ ｎ ７ ｎ 型
入时的直流输出 ， 电池上的开关可供备 电输 蓄 入 时 的直 流 输 出 。 电源 模 块 示 意 图 如 图 ４所
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第 ２卷 ７
２０ 年 ０７
第４ 期
７ 月
核 电子学 与探 测技 术
Ｎｕ ｌａ ｌｃｒ ｎｃ ，Ｄｅｅｔ ｎＴ ｃ ｎ ｌｇ ｃｅｒＥ ｅｔｏ ｉｓ８ － ｔｃｉ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｏ
Ｖｏ ７ Ｎｏ ４ Ｌ２ ．
Ｊ ｌ ２ ０ ｕｙ ０ ７
中图分类号 ： ＴＬ １ ． Ｓ２ １ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： ０ ５－９ ４ ２ ０ ） ４ ７ ２ ４ ２ ８０ ３ （ ０ ７ ０－ ５－ ０ ０
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
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 、 冲甄别、 脉 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
收稿 日期 ：０ ６１－５ ２ ０－１ ０
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 ５ ｖＬ Ｖ １ｒ
示。
号 Ａ４２ ２ ； 出 １ 容量 ：ＯＡ。 １／０Ｇ５输 ２Ｖ； ２
３ 辐射探测模块 性能测试
塑料闪烁体荧光收集效率研究
塑料闪烁体荧光收集效率研究最近，许多学者和科学家都在研究塑料闪烁体荧光收集效率，用这一技术可以收集太阳能，促进可再生能源的发展。
因此，对塑料闪烁体荧光收集效率的研究非常重要。
本文将讨论塑料闪烁体荧光收集效率的研究，以便更好的认识这个领域的最新研究成果。
（一）器件的特点塑料闪烁体荧光收集效率研究的基础是塑料闪烁体器件（PFDs）。
PFDs由铝箔和透明基板组成，基板上覆有多层透明介质，介质中间有金属氧化物和荧光染料及其他光吸收剂。
该设备可以接收太阳光辐射并利用广泛使用的太阳能转换材料特性来产生荧光信号。
从结构上讲，太阳能入射面可以是单层或多层结构，金属氧化物/荧光染料的分布也可以是均匀的或非均匀的，这些会影响塑料闪烁体荧光收集效率。
（二）接受特性模型塑料闪烁体荧光收集效率的模型最重要的是要考虑这个效率随太阳光辐照度以及不同太阳能入射面结构的变化，因此需要引入合适的接受特性模型，研究不同的太阳能入射面结构带来的不同接受特性，并结合太阳能探测器的响应特性求出塑料闪烁体荧光收集效率。
（三）高效率处理方法为了进一步提高塑料闪烁体荧光收集效率，除了考虑接受特性模型外，还可以采用多种高效处理方法来改善荧光收集效率。
一种方法就是增加金属氧化物较厚层的分布，另一种方式是利用金属表面着色技术来提高紫外线的反射和吸收率。
另外，还可以利用表面改性技术来改善塑料闪烁体的接受特性，增加太阳能探测器的反应能力。
（四）新型技术随着研究的深入，为了提高塑料闪烁体荧光收集效率，不断推出各种新型技术。
比如混合金属氧化物/荧光染料结构，可以有效的改善入射特性，增加塑料闪烁体荧光收集效率；另外，利用表面自组装技术，可以在基板上形成更多的金属氧化物/荧光染料层，从而提高收集效率；另一种是使用光学纳米结构模型，通过将光学纳米结构和太阳能转换材料结合，可以改善太阳能转化效率，进而提高塑料闪烁体荧光收集效率。
综上所述，塑料闪烁体荧光收集效率的研究对促进可再生能源的发展具有重要意义。
大面积塑料闪烁γ放射性探测系统设计
第40卷第2期核电子学与探测技术V〇1.40No.2 2020 年 3 月Nuclear Electronics 8^ Detection Technology Mar.2020大面积塑料闪烁Y放射性探测系统设计杜俊涛\花锋S刘进辉S李亮2%唐联华1(1.西安中核核仪器有限公司，西安710041;2•生态环境部核与辐射安全中心，北京102400)摘要：针对行人全身体表污染监测仪需求，设计了基于塑料闪烁探测器的大面积探测系统。
该系统具有显示、语音提示、数据收发等功能。
探测器系统由探头和数据采集模块组成，控制计算机平台与数据采集模块之间通过485总线完成测量数据采集。
经过测试，该探测系统的辐射性能指标满足设计要求，可应用于全身污染检测仪。
关键词：塑料闪烁7放射性探测系统；数据采集;全身污染检测中图分类号：TP812 文献标志码：文章编号：0258 — 0934(2020)2 —0260 — 05大面积辐射探测系统主要应用于全身污染 监测仪上，其功能是对体表7放射性进行检测。
该系统广泛应用于核电站、后处理等放射性场所。
射线进人闪烁体后转换为可见光，进人光 电倍增管经过倍增后形成电流脉冲，在数据采 集模块端电容对电荷进行积分，电荷数与射线 在塑闪产生的可见光数量成正比，后接一个输 人电阻无穷大的射随器，将电荷脉冲转化为电压脉冲，后面接甄别器，可接人单片机电子电位 器进行阈值调节，最后进行计数，由此判断体表 的放射性污染水平。
1 总体设计大面积辐射探测器系统总体结构示意图如 *收稿日期：2019—10一12基金项目：西安中核核仪器有限公司科研项目资助。
作者简介：杜俊涛（1993—），男，陕西西安人，工学硕士，工程师，主要从事核辐射监测仪器仪表的研发工作。
*通讯作者：李亮（1981—），男，高级工程师，主要从事核安全设备监管及审评工作，E-m ail: liliangfj @126. com。
图i所示。
该系统主要由控制计算机平台与探 测器系统组成，控制计算机平台可外接各种标准p c设备，完成显示、语音提示、数据收发等功能。
2024年塑料闪烁体市场发展现状
塑料闪烁体市场发展现状1. 引言塑料闪烁体是一种具有闪烁性能的塑料材料，可以发出可见光或荧光。
它具有低成本、易制备、较高的光转换效率等优势，因此在各个领域有着广泛的应用。
本文将介绍塑料闪烁体市场的发展现状，并分析其中的挑战和机遇。
2. 塑料闪烁体的应用领域塑料闪烁体广泛应用于核物理、医学影像学、安全防护等领域。
其中，核物理领域是塑料闪烁体应用最为广泛的领域之一。
塑料闪烁体在核物理实验中可以用于探测高能粒子、辐射剂量监测等。
另外，医学影像学领域也是塑料闪烁体的主要应用领域之一。
塑料闪烁体可以用于放射性核素的探测、医学成像等。
此外，塑料闪烁体还被广泛应用于安全防护领域，如辐射检测仪器等。
3. 塑料闪烁体市场的发展现状目前，塑料闪烁体市场呈现出快速发展的趋势。
其主要原因有以下几点：3.1 技术进步推动市场需求增长随着科技的不断进步，对高性能、低成本材料的需求越来越大。
塑料闪烁体作为一种具有优异性能和低成本的材料，越来越受到市场的青睐。
特别是在核物理和医学影像学领域，其应用需求量不断增加，推动了市场的发展。
3.2 新应用领域的开拓随着人们对安全防护领域的重视程度提高，塑料闪烁体在安全检测和辐射防护等领域的应用逐渐得到关注。
此外，一些新兴领域如生命科学研究领域等也开始尝试应用塑料闪烁体，进一步推动了市场的发展。
3.3 市场竞争加剧随着市场的发展，塑料闪烁体市场竞争也日益激烈。
各个厂商积极推出新品种、新技术，以提高产品性能和降低生产成本，以争夺市场份额。
这种竞争促使市场更加活跃，也推动了塑料闪烁体市场的发展。
4. 塑料闪烁体市场面临的挑战尽管塑料闪烁体市场发展迅猛，但仍然面临一些挑战：4.1 技术瓶颈限制产业进一步发展虽然塑料闪烁体具有一定的光转换效率，但与其他材料相比，还存在一定的技术瓶颈。
提高塑料闪烁体的发光效率、降低光衰减等问题，是当前需要解决的技术难题。
4.2 环保压力增大随着环保意识的提高，对塑料材料的环保性能要求也越来越高。
一种用于大面积塑料闪烁体电子学电路的设计
第２卷 ７
２０ 年 ０７
第 ４期
７ 月
核 电子学 与探 测技 术
Ｎｕ ｌａ ｌｃｒｎｃ ｃｅｒＥ ｅｔｏ ｉ ｓ＆ Ｄ ｔｃｉｎＴｅｈ ｏｏ ｙ ｅｅｔ ｃ ｎ ｌｇ ｏ
ＶＯ ． ７ Ｎｏ ４ １２ ．
Ｊ ｌ ２ ０ ｕｙ ０ ７
一
图 ２ 前 放电路 图
Ｌ １ ， Ｍ２ １具 有 甄 别 电 压 范 围 宽 、 出 响 Ｍ２ １ 动态 范 围宽 、 电荷
应快等特点 。
图 ３ 主放 电路 图
由前放输 出的信号经过主放大器 ， 直流耦
合到 比较 器 ， 别 电压 可有 电位器 调 整 ， 甄 由甄 别
工作高压经分压 电路加在各个倍增极上 ， 射线 粒子经塑料 闪烁探测器产生的光经过光电倍增 管的放大产生脉 冲信号 ， 考虑到信号的长距离 传输和信噪比等因素 ， 在分压器 电路后 ， 设计有 电荷灵敏放大器 ， 然后经过主放 、 甄别 ， 符合 ， 成
形， 光耦等 电路 ， 出 ５Ｖ ｖＬ电平 。 输 １ｒ
一
种 用 于大 面 积 塑 料 闪烁 体 电子 学 电路 的设 计
邓长 明， 孟 丹 ， 程 昶 ， 任 熠 ， 称 心 ， 芸 宋 刘
（ 中国辐射 防护研究 院 ， 太原 ０ ０ ０ ） ３０ ６
摘要 ： 介绍的 电子 学 电路 用于大面积 塑料 闪烁探测 器 ， 包括光 电倍增 管分 压器 电路 、 电荷前 放 、 主 放大器几部 分 ， 主放 大器 由放 大 、 成形 、 甄别及符 合 电路 组成 。电路主要 具有 快速 、 动态 范 围宽 、 电荷 灵
图 １ 分压器 电路 图
１ 分压 器设计
分压电路采用阳极信号输出， 电路图如图 １ ，
ST401型塑料闪烁体闪烁时间测量
２ 工 作 原 理
光 电转换 ： 为 了分 析闪烁 体发射 的闪烁光
强度按时间的分布 ， 需要把闪烁光变为电信号 ， 然后 用 电子 学 仪 器 记 录 和 显 示 Ｊ 。 光 电转 换
是 由光 电倍 增 管实 现 的 。发光 物 质发 出的光 子 落 在光 电倍 增 管 光 阴极 上 产 生 光 电 子 ； 光 电子
Ｓ Ｔ ４ ０ １型 塑 料 闪 烁 体 闪 烁 时 间 测 量
汲长松 ， 贺宣庆 ， 王婷婷 ， 张庆威
（ 中核 （ 北京 ） 核 仪器厂 ， 北京 １ ０ ０ １ ７ ６ ）
摘 要： 应用放射 源激发 闪烁 体发光 ， 测量发 光时问特 性的单光 子计数法 ， 以及 按单光子计 数原 理建
后再 送入 定时器 及单道 分 析器 。
图 １ 单 光子计数法装置框 图
恒定 的脉冲， 并且在很大的幅度动态范围内， 输 入信号与输 出信号间有确定 的时间关联关系。 因此， 它可以减少整个测量系统的时间晃动。 单道脉 冲幅度分析器 ： 有２ 个作用 ： 甄别噪
声； 当闪烁 光 的幅度 涨落 时 ， 它可 以确定 一个 窗
数据 。 样 品室 ： 放置样品。
度选道存储 。这样 ， 经过多次激发测量后 ， 多道 分析器 中就得到一个谱 Ｎ （ ｔ ） 。其道数对应 的 是时间间隔。每道 中的计数对应于多次激发中 Ｐ Ｍ ： 在相应的时间探测到单个光子的次数。单 道分析器和符合单元用于甄别噪声本底和选择 满足 一定 条 件 的 激 发 事件 ； 恒 比定 时 器用 于减
通过光 电倍增管 内的光学收集 系统 ， 将其聚焦 到第一倍增级上并产生二 次电子 ； 随后经多级 倍增； 最后 ， 电子束被 阳极收集形成 阳极电流或 电压 。 光电倍增 管 Ｐ Ｍ 与待测 发光样 品光学耦 合， 每次闪烁都给出一个信号 ； 该信号经恒 比定 时器作为起始参考信号送人时间一 幅度变换器
核孔膜制备法标定塑料闪烁体探测器的方法
核孔膜制备法标定塑料闪烁体探测器的方法肖舒颜【摘要】为了对已经过刻度的塑料闪烁体探测器进行注量标定,验证其测量的准确性,使用了核孔膜制备的方法.测试结果表明,在塑料闪烁体累积测量注量分别为时1.3×106和1.0×106时,使用PET核孔膜制备法测得的注量分别为1.29×106和1.03×106,偏差较小,塑料闪烁体可以用于核物理实验束流注量(率)测量.【期刊名称】《科技视界》【年(卷),期】2018(000)009【总页数】2页(P95-96)【关键词】核孔膜;塑料闪烁体探测器;注量【作者】肖舒颜【作者单位】中国原子能科学研究院,中国北京 102413【正文语种】中文【中图分类】TB383.1利用加速器进行核物理实验时，通常需要对实验过程中的粒子注量（率）进行测量。
塑料闪烁体探测器是一种常用的在线粒子探测器，在使用塑料闪烁体探测器进行注量（率）测量之前需要对其进行刻度，为了验证刻度后塑料闪烁体探测器的测量准确性，可以使用固体径迹探测器的绝对测量特点对其进行标定[1]。
本文利用了PET核孔膜制备法在实验中同时使用塑料闪烁体探测器和PET膜进行注量测量，并在实验后对PET核孔膜测得的粒子注量与闪烁体探测器测得的粒子注量进行了对比，对实验结果进行了分析和讨论。
1 核孔膜测量粒子注量的基本原理图1 PET核孔膜电镜图Fig.1 PET Nuclear pore membrane electron micrographs高能重离子穿过塑料薄膜时，会在因为电离作用在薄膜中的损失能量引起薄膜原子电离，或与薄膜原子发生碰撞发生核反应，这些现象会对薄膜结构造成损伤并在重离子路径上形成直径10nm左右的径迹损伤。
通过化学试剂对薄膜进行蚀刻后可以进一步放大损伤径迹到μm量级，通过显微镜对蚀刻后的核孔膜进行观察，可以得到单位面积上入射重离子的个数即得到重离子注量[2]。
2 实验装置及方案2.1 实验装置实验了利用中国原子能科学研究院HI-13串列加速器R20支线单粒子效应专用辐照装置对塑料闪烁体探测器和PET薄膜进行了辐照实验。
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Digital Desig n :A Handboo k of Black M agic , 1 99 3 . [ 3] 王铮等 .P M T FEE T echnical Design Repo rt , 2007 年 9 月 ,(内部资 料). [ 4] A T 84AD001B Da tasheet , A tmel . [ 5] Virtex-4 F PG A datashee t, Xilinx .
图 3 塑料闪烁体探测器
2.2 实验方法和数据 为了研究距离对探测效率的影响 , 实验测
量了沿 闪烁体 中线 , 距 闪烁 体 一端 的距 离为 15cm , 30cm , 50cm , 70cm , 85cm 时 分别单独测 量两个单道计数 、加和器计数 以及符 合计数 。 为了分析闪烁体对不同能量 γ射线的响应 , 放 射性样品选用了 7 .36g 的浓缩铀样品和 Co-C s 混合源 , 实验方案如图 2 。
70
748942
1008929
85
1037132
1133022
2.3 实验结果及讨论 2 .3 .1 两路加和测量与单路测量比较
为了验证两路加和探测效率高于单路探测 效率 , 对单路计数和加和器计数进行了比较 , 如 图 4 、图 5 。
53
两端的光电倍增管型号不一样有关 。 2 .3 .2 两路加和扣符合计数与加和器计数比较
为了分析加和器计数中重复计数的多少 , 把加和器计数和两路计数相加再扣除符合计数 进行比较 , 其结果如图 6 。
从图中可以看出 , (1)单道 1 和单道 2 随入射粒子距离的增 加 , 计数响应明显减小 , 减小趋势渐缓 , 在 15cm 处的计数响应达到 85cm 处 3 倍左右 , 其变化 规律与参考文献[ 2] 中的理论模拟结果一致 , 说 明单路测量的探测效率受入射粒子位置的影响 比较大 。 (2)两路加和测量计数明显高于任何一路 计数 , 提高了探测效率 , 尤其对两端入射粒子的 探测效率很高 , 避免了出现探测效率较低的测 量点 , 探测效率受入射粒子位置的影响比较小 。 (3)两路加和 测量计数在 15cm 处测 得计 数要低于 85cm 处 , 主要是左右端光 电倍增管 的型号不同 , 信号采集效率有些差别引起 。 (4)两路加和测量计数 , 两端位置要高于在 中间位置 , 主要是两信号采集端对中间入射的 粒子的探测效率都比较低引起 , 为了提高中间 位置探测效率有必要增加信号收集点 , 或者减 小探测器长度 。 (5)比较图 4 和图 5 , 可以看出不同能量 γ 射线探测效率随入射位置变化规律基本一致 。 但是从图 4 中可以看出 , Co -Cs 混合源加和器 计数随距离变化曲线的对称性不好 , 这可能与
图 2 两路加和测量方案
2 实验研究
2.1 实验仪器 塑料闪烁 体的几何尺寸 为(1000 ×250 ×
50)m m3 , 见图 3 。 实验中使用的核电子学仪器 包括光电倍增管 、电源 、放大 器 、单 道 、门产 生 器 、定标器 、符合器以及加和器 。放射源样品为
7 .36g 的浓缩铀样品和 Co-Cs 混合源 。
参考文献 :
[ 1] 赵荣生 , 张文 良 , 吕钊 等 .人员 出入 口核 材 料检 测 装置的研 制[ J] .原 子 能 科 学 技 术 , 2005, 39(5): 4 55-45 8 .
[ 2] 樊淋 , 李 延国 , 季 建峰 .大 面积 塑料 闪烁 体 中荧 光 光子收 集研究[ J] .核电 子学与 探测 技术 , 2003 , 23 (2):1 17-12 0 .
塑料闪烁体探测器由于其价格低廉 , 容易 加工成不同的大小和形状 , 被广泛用于辐射监 控 。 在核监控中为了提高探测效率 , 通常将探 测器尺寸做得很大[ 1-3] , 其长度加工可达 1 米以 上。
当塑料闪烁体较长时 , 在离光收集点较远 的入射粒子所产生的光子到达光收集点的光程 较长 , 光信号的衰减很严重 , 引起光收集效率降 低 , 从而导致探测效率降低 , 因此如何提高大面 积塑料闪烁体的 γ探测效率是一个有待解决的
第 29 卷 第 1 期 2009 年 1 月
核电子学与探测技术 Nuclear Elect ronics &Det ecti on T echnolo gy
V ol .29 N o .1 Jan . 2009
大面积塑料闪烁体 γ探测技术研究
曹 琳 , 亢 武 , 储诚胜 , 韩子杰 , 胡永波 , 刘晓亚 , 郝樊华 , 龚 建 , 黄瑞良 , 向永春 , 章剑华
3 结论和讨论
综上所述 , 大面积塑料闪烁体探测器 , 随入 射粒子到信号采集端距离的增加 , 计数响应明 显下降 , 远距离入射粒子探测效率很低 , 使用加 和器进行双路测量 , 不但可以提高探测效率 , 而 且避免了信号重复采集 , 是一种可靠的高效率 探测方法 。
双路加和测量方法 , 可推广到多路加和测 量 , 为今后提高大面积塑料闪烁体测量效率提 供了技术支持 。
(中国工程物理研究院核物理与化学研究所 , 四川 绵阳 621900)
摘要 :使用大面积塑料闪烁体探测器对 γ射 线进行探测时会出现远离信 号采集端的 入射粒子 探测
效率 低的现象 , 在对大面积塑料闪烁体探测器两端同时进 行信号采集的基础上 , 使用加和 器对两路 信号
加和的测量方法 , 明显提高了探测效率 。 关键词 :塑料闪烁体 ;探测效率 ;加和器 中图分类号 : T L812 文献标识码 : A 文章编号 : 0258-0934(2009)01-0052-03
105274
160933
129213
208455
128405
190910
129500
181693
138920
184417
加和器计数如表 2 所示 。
距离(cm) 15 30 50 70 85
表 2 加和器计数
铀样品净计数
Co-C s 源净计数
724221
900717
637780
548581
584552
54
图 6 两路相加扣符合计数与加和器计数比较 -×- Co-Cs 源两路计数相加减符合 计数 -△- Co-C s 源加和器计数 -□-铀样品两路计数相加减 符合计数 -◇-铀样品加和器计 数
可以看出 , 加和器计数与两路计数相加再 扣除符合计数结果吻合得很好 , 说明加和器计 数中重复计数部分很少 。
52
此外 , 本实验设计如下实验方案检验加和 器计数的可靠性 。分别单独测量图 2 中单道 1 计数 N 1 和单道 2 计数 N 2 , 然后测量两路符合 计数 N coin (即重复计 数部分)。 用两路计 数相 加再扣除符合计数可得到其真计数 N r 。
N r = N 1 +N 2 -N coin 把 N r 与 N s 进行比较 , 如果这两个结果能 很好的吻合 , 则说明使用加和器对两路信号进 行采集的方法可行 。 实验方案如图 2 。
The Design of Two-channel 1Gsps Waveform Sampling Circuit
X IA NG H ai-sheng1 , 2 , Z HA O Y u-bin1 , JIA N G Xiao-shan1 , SH ENG H ua-yi1 , Z HA O Jing-w ei1
为了提高不同 位置的入 射射线的 探测效
率 , 避免远距离点探测效率过低的问题 , 我们在
收稿日期 :2006-12-29 作者简介 :曹琳(1982 -), 男 , 湖南常德 人 , 硕士 研究 生 , 从事射线测量工作 。
塑料闪烁体的每端接一个光电倍增管 , 进行双 路信号采集 , 使用加和器对两路信号加和 , 得到 计数 Ns 。
打下了良好基础 。而且只需对该实验板的接口 部分做些修改 , 就可应用于其他领域 。
参考文献 :
[ 1] 盛华义 .大亚湾 1G Hz 取 样设 计要点[ R] .2006 年 8 月 ,(内部报告).
[ 2] How ard Johnso n, M ar tin G raham .H ig h-Speed
问题 。 塑料闪烁体的反射层 、闪烁光收集 、光电倍
增管和电子学的信噪比 、计数方法都对 γ射线 探测效率的相对高低有影响 , 本文着重研究如 何提高闪烁光的收集 。
1 探测模型
1.1 单路测量 传统单路信号采集方法如图 1 。
图 1 传统单路信号采集方法
该方法在探测器面积较大时 , 存在当 γ射
643021
830533
529443
444971
379410
386791
335382
306285
277859
268319
单道 2 铀样品净计数 C o-Cs 源净计数
171884
211215
212631
291541
322384
551296
543060
884336
898193
1049119
符合计数
铀样品净计数 Co-Cs 源净计数
Abstract :In this paper , th e background of using F ADC (Flash ADC)to mak e waveform sampling and recon st ruction in elect ronics readout sys tem in Daya Bay React or Neut rino Experiment is mainly int rodu ced .The performance of 1Gsps FADC is discu ssed .Also the du al-ch annel waveform sampling circuit design based on FADC is described .The tes t resu lt of the circuit is sh ow n . Key words :Flash A DC , Daya Bay React or N eu trin o Experiment , Waveform S ampling