本报告将简介围绕中微子的重大科学问题和江门中微子实验(JUNO)的科学目标,重点介绍JUNO探测器设计、关键技术研发和成果、实验建设的现状等,并展望JUNO未来规划及关键技术预研。
本次报告主要介绍光电倍增管概述和“中国制造”光电倍增管研制。首先阐述光电倍增管的定义、原理、种类及应用领域;然后重点介绍北方夜视“中国制造”光电倍增管的发展历程,包括大尺寸微通道板型光电倍增管的研究背景、技术难题与突破、推广及应用、产品拓展以及打拿极型光电倍增管的研制及应用推广;最后,介绍北方夜视其他产品真空探测元件微通道板的研制情况。
光电倍增管问世至今,作为非常有效的弱光探测器件,已有80多年的发展历史,它经历了光度测量、闪烁计数、时间测量等几个发展阶段,所谓的夕阳产品反而进入最富有意义的蓬勃发展的新阶段:一是基础工艺的不断改进、基础设施的不断完善;二是光电倍增管的性能参数不断提高;三是许多特种功能和特种结构的光电倍增管在这一阶段应运而生。
报告简要回顾了无机闪烁晶体研究近七十年的历史,介绍了前沿进展,探讨了面向未来需求发展亟需解决的关键科学和技术问题,力图呈现无机闪烁晶体发展的全景图。
随着一批先进光源的建设和规划,作为线站核心技术的先进X射线像素探测器越来越成为研究热点。经过长年的研究,国外相关领域已经拥有数款较为成熟的探测器产品,且新型探测器研发仍引领着技术前沿。国内辐射探测领域经过数年的积累,研究单位和人员队伍已初具规模,取得了一些初步成果。本文将回顾国外X射线像素探测器的研究历史,对比国内外发展现状和最新前沿,并结合新光源的相关需求、医学成像领域的延伸应用等,对该领域的未来发展趋势进行简要展望。
单光子发射断层成像(SPECT)属于临床四大成像手段的核医学成像技术,具有分子示踪、功能成像、精准诊断的优势,但其空间分辨率和探测效率关键指标自问世以来一直受机械准直器的约束,图像分辨率差,噪声高,严重限制了临床诊断精度和应用范围。本工作介绍原始创新的“用探测器做准直器”自准直成像技术,分析其成像机理、系统设计方法,汇报自准直成像系统研发及性能评估验证进展;并结合临床应用,讨论自准直成像技术在核素示踪平片诊断、三维断层成像诊断和临床前小动物成像研究中的应用价值和前景。
近年来,清华大学基于微纳卫星的“极光计划”和“天格计划”顺利实施,取得一批重要的科学结果。“天格计划”是一个以学生团队为主体的空间科学项目,以寻找与引力波或快速射电暴成协的伽马暴为主要科学目标,由清华大学发起、国内多所高校和研究所共同参与。“天格计划”以微纳卫星搭载紧凑型空间伽马射线探测器、多星组网为技术路线,近5年先后成功发射4颗探测器载荷,并观测到GRB 210121A等首批伽马射线暴事例。本报告将介绍“天格计划”的上述工作和最新进展,以及在核电子学与探测器技术拔尖人才培养方面的探索。
本报告总结中国组在ATLAS实验高颗粒度高时间分辨探测器项目(High granularity timing detector ,HGTD)的研究进展。其中,包括中国组在国产抗辐照高时间率硅传感器的研究取得的突破性进展,在承受ATLAS实验升级要求的辐照剂量后,仍可以达到30~50皮秒的时间分辨率。中国组在HGTD项目中研发了自动模块组装系统,可以高速组装探测器模块,并承担接近一半探测器模块研制任务。中国组独立承担了HGTD项目前端电路板、高压系统研制任务,并做出原型样机,为探测器系统的研发打下坚实的基础。
介绍了针对钠冷快堆使用的高温电离室的设计准则、耐高温密封绝缘结构设计、信号传输以及可靠性设计等关键过。研制的高温电离室通过在中国试验快堆进行长时间考验,并与国外产品进行了对比测试试验,测试结果表明,性能指标达到国外先进水平。
核反应堆、核素合成等领域对快中子区域的核参数非常敏感,对裂变截面等参数的精度有较高的要求,同时在反应堆系统设计中,往往通过高精度的模拟软件对系统进行评估,而核数据的精度对模拟结果有较大的影响,反应截面的不确定度要达到1%及以下。235U,238U,239Pu中子诱发裂变截面(入射中子能量100keV~14MeV)在过去50年使用裂变室进行过多次测量,其不确定度在3%~5%,其固有的不确定度使其很难达到更高精度。
因此,提出了以H作为参考靶的TPC测量方法。TPC(Time Projection...
简要回顾了核辐射监测可编程片上系统技术研究背景,介绍了其中核脉冲信号处理、建模与仿真、数字系统开发、样机设计、数据处理以及性能测试等研究进展,展望了该技术在核辐射监测中的应用前景。
高海拔宇宙线观测站(LHAASO)已经建成,2021年7月开始全规模科学运行,成为国际上最大的地基γ射线探测装置。不但已经观测到许多著名的已知γ射线源如蟹状星云,并且成功探测到许多源具有强劲的“超高能(E>0.1 PeV)”γ辐射,标志着LHAASO开启了超高能γ天文学的新时代。由于其前所未有的超强灵敏度、强大的本底排除能力,LHAASO在超高能区不但发现了及其稀有的超过1 PeV 的光子,包括历史上最高能量1.4 PeV的光子,还测定了若干源的γ光谱,因此发现银河系普遍存在PeV加速器。其中,最令人瞩目的是发现位于蟹状星云核心的加速器是一个具有“极端加速能力”的电子加速器,将电子加速到不可思议的1.1...
随着大型核与粒子物理实验的发展,对于读出电子学不断提出更高的需求与挑战。专用集成电路(ASIC)是物理实验读出电子学领域的重要研究方向。本报告将概述国际上此领域ASIC的发展趋势,并就国内ASIC发展的进展进行综述。
我国核工业正蓬勃发展,强核辐射环境作业对抗辐射智能装备有着迫切需求,但目前国内应用的装备依赖进口,成本高昂,核心技术受制于人。中国科学院新疆理化技术研究所基于多年器件辐射效应科研积累,突破强辐射环境下电子系统抗辐射加固技术,研发出抗辐射相机以及机器人控制、供电、通讯等电子系统样机,抗辐射性能显著优于当前国内产品(主要采用屏蔽防护技术),且体积小、重量轻,达到国际先进水平。研制的抗辐射相机已交付多家行业单位应用,抗辐射性能好于1E4 Gy,重量仅350克(国产同类产品超过20千克),目前正与中核集团、中广核集团、新松机器人等合作,针对上述单位的需求开展系列化产品研发,支撑我国核工业高端装备的自主可控。
在前几年突破暗物质探测最迫切需要的点电极HPGe探测器、伽马射线最常用的P型同轴HPGe探测器的基础上,清华大学工程物理系探测器团队不断努力,相继研发出反向同轴、多电极位置灵敏、宽能等多种HPGe探测器,并掌握了更为优化的钝化技术,本报告将就以上工作的进展进行介绍。
像素型探测器具有优异的空间分辨能力、快速的时间响应、较低的噪音,能够大幅度提高探测系统的精度,在物理实验装置、医疗成像、安防、测距成像等领域有着广泛的应用需求和前景。像素探测器及其读出电子学系统研发涉及高精度传感器研制、超大规模集成电路的设计、高速数据传输、智能数据处理技术等多个领域。本报告介绍像素探测器的发展趋势,并且讨论其在物理实验和其他学科领域中的应用前景。
同步辐射光源和自由电子激光是目前最先进的光源类大科学装置,具有的高亮度、高相干性等特点能满足高通量、多模态、超快频率、原位及动态加载等实验方法学要求。先进光源极高的数据通量、多种异步数据来源、精密时序、复杂算法等特性对装置运行控制、科学数据获取、科学数据管理、数据处理与分析提出了巨大挑战,对实验全生命周期的数据处理软件框架及系统需求迫在眉睫。先进光源实验全生命周期科学软件框架和系统围绕我国先进光源需求,开展实验设备控制、实验过程控制、数据采集、科学数据管理、科学数据分析等全流程的相关大型软件框架和系统研制工作,并在此基础上开展学科软件和算法发展等研发,推动建立国内先进光源大科学装置全生命周期、多设施协作、完善的软件生态环境。