csi晶体粒子鉴别性能研究

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1、兰州大学硕士学位论文的光子数更多一些。当t>^2后，情况正好相反。对有机闪烁体，局

2、时间不影响脉冲形状)，则一次闪烁在第n个打拿极上形成的电流脉冲，可近似地表示为水)舟Dn(t)：D[N／(P)e-形+业P。％】(1．5)1

3、1I或‘-t／i(，)=I／(p)e／'：+‘(力P／‘(1．6)式中D为光电倍增管光阴极的光电转换效率T和从光阴极到第n个打拿极总的电子倍增系数M的乘积，即D=T·M，‘(P)2DⅣ，(p)7『，，‘(p)=DⅣJ(力／t分别指电流脉冲中电荷比较的起始值，即最大值。从(1．6)式可以看出，激发电流密度不同的粒子，产生的电流脉冲形状也不一样，利用这种差异可以鉴别粒子。如果用一个时间常数很长的积分回路，对电流脉冲积分，可得总电荷Q=f盼

4、)盘=‘(P)o+‘(p)L=g(力+Q(力(1．7)式中，9=‘(p)0，Q=‘(JD)t·即电荷脉冲也由快、慢两种成分组成a它们均为带电粒子在闪烁体中形成电离密度P的函数。显然，不同带电粒子形成的Q，(夕)／Q(力，Q，(力／Q，Q(力／Q均不同，因此可以通过这些比值中的任何一种来鉴别粒子。这类鉴别粒子的方法称为比较法。还可以从光电倍增管的打拿极或阳极引出的电压脉冲，利用电压脉冲的差异来鉴别粒子。图1．2是光电倍增管引出极的等效输出回路。其积分时间常数RC>>L。从电阻R两段输出的电压脉冲4兰州大学硕士学位论文㈨啪胁筹(e-tll叮．_e-t／r：)+筹(e-tl粒_e

5、-tlr,)≈掣(e-t／l叮．_e-ar／)+掣。-tl解--e-tit,)(1．8)厶O)图1．2光电倍增管引出极的等效输出回路为了讨论电压脉冲上升时间的差异，只需考虑，qr．RC时的情况，这时(1．8)式简化为忡半(1_e-t／r／)+掣(1_e-t／r,)“9)(1．9)式表明电压脉冲的前沿可以近似地看成是两个上升指数函数之和，它取决于电荷比较的相对比例和f，、t。显然，不同的带电粒子在闪烁体内产生的电压脉冲的上升时间也不同。对有机闪烁体来说，质子激发的电压脉冲上升时间要比电子激发的长，所以可通过测量电压脉冲的上升时间来鉴别粒子。总之，不同的带电粒子，例如质子和电子

6、，在闪烁探测器内产生的脉冲形状是不同的，这些脉冲信号可以是电流脉冲、电荷脉冲或者是电压脉冲。这些脉冲信号的差异均可作为鉴别粒子的根据。1．3课题来源背景中国原子能科学研究院的串列加速器(硪．13)升级工程将在现有的加速器前端建造一个IOOMeV的回旋加速器，能够提供75MeV-100McV，200．

7、c“以上的质子束流。我们利用75McV-100McV脉冲化的质子束通过7Li(p，n)反应可以得到70MeVl00MeV的中子源。因此可以利用其提供的自光中子源和准单能中子源经过准直和屏蔽送入反应靶室来进行我们感兴趣的研究。这套(坞x)反应的实验研究装置的反应靶室，其主要目标是

8、应用2AE—E探测器望远镜系统，测量20McV以下以及70．100MeV中子的(Il’x)反应出射带电粒子的双微分截面。Csl晶体粒子鉴别性能研究工作，就是基于这套(Il'x)反应的实验研究装置中的探测兰州大学硕士学位论文器望远镜系统而开展的。这套(Il，x)反应的实验研究装置的反应靶室应用前景十分广泛，探测器望远镜也能测量20McV以下以及70-100McV中子的(n，x)反应出射带电粒子的双微分截面。对作为E探测器的CsI探测器的性能的研究也就成了一项十分重要的事，因此本论文CsI晶体粒子鉴别性能研究是十分有意义的。6兰州大学硕士学位论文第二章CsI闪烁探测器2．1闪烁

9、探测器n1核辐射与某些透明物质相互作用，会使其电离、激发而发射荧光，闪烁探测器就是利用这一特征来工作的。射线引起物质发光的现象，人们是很熟悉的。例如，作X光透视时，人体器官的图像就是透过人体组织不同强度的X射线打在荧光屏上使之发光而形成的；将放射性物质和荧光粉混合后涂在钟表的数字和指针上，射线使荧光粉发光，这就是“夜光一钟表原理。利用荧光物质的发光现象来记录核辐射很早以前就有了。历史上，原子核的发现也有闪烁探测器的一份贡献：1911年著名的口大角散射实验，导致了卢瑟福的原子核式结构模型的建立。当时的口探测器是通过显