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《塑料闪烁体中子探测效率及相对发光产额的标定_彭太平》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第19卷第3期原子核物理评论Vol.19,No.32002年9月NuclearPhysicsReviewSep.,2002文章编号:1007-4627(2002)03-0357-04塑料闪烁体中子探测效率及相对发光产额的标定1211彭太平,罗小兵,张传飞,李如荣,122张建华,夏宜君,杨志华(1中国工程物理研究院核物理与化学研究所,四川绵阳621900;2四川大学原子核科学技术研究所,四川成都610064)摘要:利用加速器中子源研究了用于标定塑料闪烁体中子探测效率及相对发光产额的实验技术,在四川大学原子核科学技术研究所2.5MeV静电加速器上,利用T(p,n
2、)和D(d,n)核反应作为中子源,在0.6—5MeV中子能区对直径为40mm,厚度为5mm的1421塑料闪烁体的中子探测效率及相对发光产额进行了测定.关键词:塑料闪烁体;中子探测效率;相对发光产额中图分类号:TL815文献标识码:A1引言平均发光产额用Y表示,则塑料闪烁体具有对中子灵敏,尤其是闪烁发光EdEpK∑ΝiHiY∝εEYE∝,衰减时间短的特点,在核爆炸、次临界实验等瞬发∫0pEΥ高强度中子辐射场的测量中有着重要的应用,而对其中YE表示能量为E的中子产生的能量为Ep的其性能参数———中子探测效率及相对发光产额进行p反冲质子的发光产额,0≤Ep≤E,N
3、i表示在多道准确标定是其实际应用的基础.为此我们在四川大记录的能谱中对应于道数(Hi)的记数,K与闪烁学原子核科学技术研究所2.5MeV静电加速器上,体中的光传输系数、光导的光传输系数、光阴极的利用T(p,n)和D(d,n)核反应作为中子源,研究光电转换效率、光电倍增管的放大倍数、电荷-电压了用于标定塑料闪烁体中子探测效率及相对发光产转换系数以及电子学系统的放大倍数等相关,但对额的实验技术,针对塑料闪烁体既对中子灵敏,又[2]固定的闪烁体探测器系统可视为常数.则中子相对γ灵敏的特点,特别考虑了对实验大厅散射中对发光产额Y可用下式表示:子、实验大厅γ本底及靶头
4、γ贡献的扣除方法,并在0.6—5MeV中子能区对直径为40mm,厚度为∑HiNiY=.5mm的1421塑料闪烁体的中子探测效率及相对发Υ光产额加以测定,对中子注量采用金活化法并用长当用加速器中子源对塑料闪烁体的中子探测效计数器计数归一的方法确定.率及相对发光产额进行标定时,进入探测器并被记录的包括以下贡献:加速器产生的氘(质子)粒子在2实验原理及方法氘(氚)靶上核反应产生的直接中子的贡献、氘(质对能量为E的单能中子,塑料闪烁体探测器的子)粒子在靶底衬材料(Ti,Mo)及靶管材料Cu上探测效率εE=N/Υ,其中Υ为入射到闪烁体的中子产生的γ的贡献、中子在靶底衬
5、及靶管材料上的散[1]总注量,N为探测器系统记录的全谱中子总数.射中子及由中子引起的γ的贡献、大厅散射中子及若将能量为E的单能中子在塑料闪烁体中的大厅γ本底的贡献.收稿日期:2001-11-02;修改日期:2002-02-07＊基金项目:中国工程物理研究科学基金资助项目(20000212)作者简介:彭太平(1968-),男(汉族),重庆垫江人,硕士,副研究员,从事脉冲辐射测量研究.·358·原子核物理评论第19卷对于中子在靶底衬及靶管材料上的散射及由其子时相同能量的质子束(氘束)轰击空靶(即未吸附引起的γ贡献,由于属于次生效应,通过加工特制氚、氘的同条件靶片
6、),用同一塑料闪烁体在需要测的管壁厚度仅0.5mm的长靶管,尽量减少靶头物量的各个角度分别测定其γ贡献谱,并用靶头束流质,其影响可不作特别考虑.积分计数对靶头γ贡献归一扣除,对氘打空靶实验对大厅散射中子及大厅γ本底的贡献,采用挡用长计数器监测由氘在钛上吸附而产生的中子.锥法加以扣除.其屏蔽锥的设计除了能保证完全阻对中子总注量Υ是采用金活化法与长计数器挡5MeV能量的中子外,还应着重考虑中子在屏计数相归一的方法确定.蔽锥上可能产生的次级γ效应,因此锥材料选择含3实验测量10B聚乙烯,利用B(n,α)反应吸收慢化中子,含B聚乙烯长度为40cm,B的含量约10%.
7、同时在锥实验装置如图1所示.10体尾部用20mm厚的铅和20mm厚的铜吸收B(n,α)反应产生的0.48MeV的γ射线.尤其要注意对慢化中子的吸收不能采用惯用的镉片吸收法,113因为镉对慢化中子的吸收主要是通过Cd(n,γ)反应完成,其结果是产生大量的较高能量的γ射线,会对测量工作带来不利影响.同时在实验中,锥的位置应根据下述标准权衡确定:(1)离闪烁探测器尽可能远,使锥对闪烁体所张的立体角尽可能小,尽量减少锥上产生的次级效应对测量结果的影响,图1实验装置同时也尽量减少锥对反向散射的大厅中子本底及γ本底的屏蔽影响.(2)屏蔽锥不能离产生中子的靶3.1中子源太
8、近,以避免引起中子场的太多变化.在2.5MeV静电加
