EJ339A俘获门控探测器的性能研究.pdf

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1、STUDYTHEPERFORA圳CEOFEJ339ACAPTURE．GATEDDETECTORADissertationSubmittedtomeGraduateSchoolofHenanNomalUniVersityinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofScienceByChangLeSupervisor：ProfMaChunV，jmgMay2015摘要本文主要以液体闪烁体探测器EJ339A为研究对象，对比分析EJ301液体闪烁

2、体探测器和EJ339A掺硼俘获门控探测器的能谱，PSD谱和双脉冲波形时间谱，进而研究俘获门控探测器的n吖甄别能力和中子俘获时间等特性。文中工作通过实验和模拟两种方法，对EJ301和EJ339A的性能特性进行了研究，得到俘获门控探测器的性能特性。本论文的主要工作分为两个部分：第一部分，首先是EJ301有机液体闪烁体探测器的时间特性、中子探测效率和脉冲形状甄别能力的研究。通过使用DT5720波形数字采样器和DPP．PSD控制软件，241Am源、60Co．137Cs源和40K源等标准伽马源的已知康普顿峰和252Cf

3、裂变中子源，对EJ301进行等效电子能量刻度、脉冲形状甄别和FOM值计算等。研究表明，DT5720及DPP·PSD软件的功能完善且简单易用，大大简化了实验电路和电子学的使用；EJ301中子测量效率较高，具有较强的n吖甄别能力。其次是EJ339A俘获门控中子探测器的双脉冲波形特性，中子探测效率和脉冲形状甄别能力的研究。实验上测量给出了EJ339A中子俘获时间约为0．44Lls左右，同经验公式计算结果和模拟结果一致。研究表明，EJ339A对n吖甄别能力要弱于EJ301；EJ339A能够分析n-p反冲脉冲和中子俘获

4、脉冲的时间关联特性以及入射中子的能量信息，EJ339A的中子探测效率和双脉冲测量效率较低。第二部分，EJ339A和EJ301液体闪烁体探测器能谱特点和中子探测效率的蒙特卡洛模拟计算，‘并与实验上得到的结果进行分析对比。结果表明，EJ339A对慢中子的探测效率较高；从模拟计算和实验测量能谱的对比中可以看出中子被俘获后产生的O．48MeV伽马射线，而在PSD谱中，EJ339A不能对中子／伽马做出有效的甄别和区分，只有采用波形数字技术才能很好的分析n-p反冲脉冲和中子俘获脉冲的关联特性及入射中子的能量信息，实现俘获

5、门控这一目标；EJ339A的中子俘获时间模拟结果与实验上得到的结论相一致。关键词：液体闪烁体探测器，俘获门控中子探测器，EJ301，EJ339A，蒙特卡洛模拟，中子ABSTRACTIlltllismesis，mecharact甜sticsofmecaptllre-gatedneutrondetector，asEJ30lalldEJ339AarestIldiedbotlleXp缸mentallya芏ldmeoretically．T}啪u91lmeexp丽mentalme鹪WI锄朗tsaIldnum商calsim

6、ulations．Theexp舐mentalandsimulationresultsarecompared，whichshowsmatEJ30laIldEJ339Ahavegoodperf．onnancecharact缸Stics．ThereareMopartsinthethesis：ThefirStpart，aimsat也eene略ycalibration，andthesmdyofmepulseShapediscrimination(PSD)abil埘ofEJ30lorganic1iquidscilltil

7、lationdetector．UsiIlgtllewavefomdi舀tizerDT5720aIldDPP-PSD(DigitalPulseProcessing．Pulsesh印eDiscrimination)controlsof研are，aIldmeasuringⅡleComptonpeaksof241Am，60Co．137Cs，aIld40Ksources，exp嘶mentaldataforpulsesh印ediscrimiIlationaIldtheene啦7calibrationofEJ301areo

8、btained．TheresultsshowthatEJ30ldetectorhashi91le珩ciency，snIongI晰pulseshapedisc—minationability’whichcanbeusedforneu仃onmeasu嗽nentandsuitableformeasuringfastneutronene略yspectmmandtimeofnight．Thmughtllean