Conveners
Parallel Session V (5)：Particle Detector Technology
- Liang ZHANG (Shandong University, CHINA)
本文基于高速波形采样方法研究了CLYC、CLLB、塑料闪烁体等中子伽马多模探测器的性能。使用Cs137、Am-Be中子源和加速器单能中子源测试了其用于中子伽马识别、热中子注量探测、快中子能谱探测以及伽马能谱探测方面的性能，并实现了对中子、伽马注量率和能谱的同时探测。结果表明在0.1-10 MeV范围内，CLYC和CLLB均具有良好的线性并具有较好的能量分辨率，其中CLYC在662 keV的能量分辨率约为4%。CLYC探测器表现出了最优的综合性能，对于Am-Be中子源，CLYC识别中子、伽马的优值因子（FOM）达到2.5，对热中子的能量分辨率优于4%。CLYC探测器可通过35Cl(n,p)35S反应实现对快中子的探测，实验研究了CLYC在1.4 - 5.2 MeV单能中子入射时的响应，发现其具有良好的线性，可用于快中子的能谱探测，快中子峰的饱和因子（Quenching...
研制成两种结构的含有10B2O3的微通道板成像探测器，即真空密封结构和敞开式结构，两者均采用含10B2O3的微通道板作为中子转换和较低增益的电子倍增，随后采用高增益微通道板来倍增前者的电子，采用超短余辉的P46荧光屏来实现成像，而真空密封结构采用石英玻璃作为窗口，在其上蒸镀多碱阴极，按照微光像增强器的工艺制作，由此可以确保倍增和成像系统质量合格，采用P46的荧光粉，为后续高速相机采集成像数据奠定技术基础。
基于声子探测的新型荧光-热量双读出低温晶体量热器是近年新发展起来的革命性探测技术，具有极高的灵敏度，极低的探测器阈值（20eV），极好的能量分辨（FWHM 5keV@2615keV），独特的粒子鉴别能力，在低本底实验、稀有物理衰变中有广泛的应用前景。报告主要介绍在科大研制钼酸盐低温晶体量热器，在10mK深冷环境下，通过半导体声子传感器及科大自主研制的初级低温低噪声小信号电子学系统，成功读出宇宙线能量沉积产生的荧光-热量二维信号；及其后续优化升级计划，以期获得高性能低温晶体量热器及地面深冷测试平台。
利用电子加速器光中子源来开展融合中子与X射线的双模成像已被证明是一种可行的方法。在已有的技术方案中，我们采用基于“nMCP+闪烁屏+CMOS”的方案来测量中子图像，成功获得了中子/光子融合图像并实现了双模物质识别，但同时也注意到了该探测方案所遇到的两个技术困难：（1）X射线脉冲对中子探测的干扰和（2）探测器级联过程导致的统计性恶化。为此，研究了基于event-count模式的nMCP探测器来开展光中子成像的问题，通过设置优化的实验条件，在强X射线干扰场下，得到了信本比较高的中子图像，可在相对更短的时间内获得更好的图像质量，为基于event-count模式nMCP探测器的双模成像方法奠定了基础。本报告将对光中子成像的技术原理和nMCP探测器的成像方法开展介绍。
为了满足HERD项目研制中探测器性能标定需求，基于闪烁光纤和硅光电倍增管设计了大面积宇宙线测试平台，开展了原理样机研制并进行了初步的性能测试。首先进行了单根光纤性能研究，测试了不同反射材料和耦合方式下的光纤读出信号分布，优选了光输出高的光纤处理方案，并研究了国产SiPM的性能。三层直径1mm的闪烁光纤交错排列构成宇宙线灵敏层，入射宇宙线穿过闪烁光纤阵列并在其中沉积能量产生闪烁光信号。硅光电倍增管拼接成长条阵列用于读出闪烁光纤的输出信号，单片硅光电倍增管面积为3mm*3mm，包含3路读出通道。完成了宽度5cm长度100cm的闪烁光纤阵列研制以及10片SiPM3路读出通道阵列研制，光纤板和SiPM通过硅油耦合组装完成第一个原理样机。利用两台DT5742搭建了32路波形采样测试数据获取系统，对原理样机进行了数据采集。对该原理样机利用宇宙线进行了MIP探测效率测试，MIP信号在SiPM通道产...
