Conveners
第三分会场（RCS3）
- 森 钱 (中国科学院高能物理研究所)
为了在地面更好地开展大气中子单粒子效应实验研究，依托散裂中子源建立了一系列大气中子能谱模拟束线，这些束线站距离散裂靶较近，利用中子飞行时间法测量快中子能量的不确定度较大。设计了基于金硅面垒的多重符合反冲质子望远镜系统，并在英国散裂中子源ISIS的ROTAX束线上开展了探测器测试。基于ΔE-E技术对相邻的两个硅探测器开展符合分析以挑选反冲质子事例数，并基于穿透每个硅探测器的不同带电粒子开展能量刻度，获得了良好的线性响应关系。通过对质子束流强进行归一化处理，获得有无聚乙烯转换靶的反冲质子谱，并利用Geant4计算的反冲质子望远镜系统响应函数，得到了20-40 MeV能区的快中子能谱。该谱仪适应高中子通量和强本底干扰测量环境，为相关谱仪上的快中子能谱测量提供了技术支持。
自研了具备热中子、快中子及伽马射线甄别能力的掺硼塑闪，搭建了探测系统；采用137Cs 、22Na 放射源对自研掺硼塑闪进行能量刻度，实现γ射线能量标定和相对光产额测试；采用241Am-Be中子源，测试了自研掺硼塑闪与商用掺硼塑闪EJ-254的n-γ甄别效果，给出了不同能区的品质因子(Figure Of Merit, FOM)、及热中子探测效率；结果表明，同尺寸自研掺硼塑闪与EJ-254相比，自研掺硼塑闪具有更高的FOM值，能够更好的甄别热中子、快中子和伽马射线。该自研掺硼闪烁体在中子探测领域具有重要应用前景。
激光惯性约束核聚变（ICF）内爆靶丸成像需要小至5-10μm空间分辨率的中子成像系统，目前的中子成像系统的空间分辨主要受制于中子探测器的位置分辨率。抑制光串扰、提升光探测效率是实现微米分辨率的关键。为了充分理解影响探测器性能的各因素，研究了毛细管孔径尺寸、淬灭效应、阈值、光收集效率、中子多次散射等因素的影响程度。确定了20微米的毛细管是比较合适的孔径，大于40微米毛细管难以识别布拉格峰；对常规的玻璃毛细管和EJ309闪烁液组成的毛细管阵列，光收集效率5%时，阈值不应大约5个光子。基于模拟数据，我们开发了新的重建算法，中子定位准确度和动态范围相比其他算法得到极大提升。同时，我们探索了毛细管阵列探测器的制作过程，开发了物理封装方法以避免在毛细管两端的气泡。通过对粗毛细管外镀膜，验证了外镀膜的对抑制光串扰、提升光探测效率方面的优势，另一种抑制毛细管间光串扰的方法是在毛细管拉制时添加吸光材料...
基于中国散裂中子源的白光中子束线是我国主要的核数据测量装置。从2018年运行以来，已经完成50余个核素核数据测量，包括$^{235}$U、$^{232}$Th、$^{6}$Li、$^{10}$B等截面数据，并受国际原子能机构邀请在标准截面委员会会议进行报告。2019年起合作组发展多用途时间投影室探测器，其主要用途在于测量中子与带电粒子出射截面、裂变截面和中子成像方面。多用途时间投影室采用基于热熔胶工艺Micromegas探测器作为放大区，电子学采用1519路通道分立器件制作的高动态范围，DAQ采用基于JSROOT设计，可以在线重建入射粒子径迹。目前多用途时间投影室已经与2023年初投入使用，进行了$^{6}$Li(n, lcp)测量实验。报告讲围绕探测器设计和实验结果出发，汇报目前的项目进展和物理结果。
本文制作了大灵敏面积高性能的4H-SiC肖特基型探测器，并在中国散裂中子源白光中子束线中进行了核数据测量的应用。单个探测器灵敏面积达到1 cm2，同时探测器的α粒子最佳能量分辨率为0.79%。探测器在无偏置电压的条件下即可对α粒子产生响应，此时的电荷收集效率(CCE)为45%。在偏置电压达到-50 V及以上时，CCE达到100%。
使用多个4H-SiC探测器组成了探测器阵列，在back-n束线上进行了6Li (n, t) 4He零角度反应产物测量和17O (n, α)...
中子探测在核能利用、科学研究、无损检测、安全监测等领域的应用日益广泛，传统的中子探测材料3He气体面临全球资源短缺的挑战，因此含6Li的中子-伽马双模探测晶体是近年来无机闪烁晶体领域的重要研究方向。其中，Cs2LiYCl6:Ce (CLYC:Ce)和NaI:6Li,Tl (NTL)晶体是两种具有优异中子-伽马甄别性能的商业化双模探测闪烁晶体。相较于传统的光电倍增管（PMT），硅光电倍增管（SiPM）具有增益高、灵敏度高、偏置电压低、对磁场不敏感、结构紧凑等优势。使用SiPM替代PMT实现探测器的小型化和新应用，是闪烁探测技术领域的一个重要发展趋势。本文基于SiPM阵列读出，采用波形分辨技术（PSD）和抽样算法，对2英寸CLYC:Ce晶体和3英寸NTL晶体的中子-伽马甄别性能进行了研究。结果表明，基于SiPM读出的CLYC:Ce和 NTL的探测器在1...
中子科学技术在国防和工业领域发挥着不可替代的作用。中国散裂中子源（CSNS）是“十二五”期间重点建设的大科学装置，是国际前沿的高科技、多学科应用的大型科研基础设施。探测器作为中子谱仪最昂贵的核心设备之一，长期以来严重依赖进口，并受制于发达国家的技术封锁，已成为制约我国中子谱仪建设与运行的“卡脖子”问题。依托大科学工程CSNS建设，围绕中子谱仪的紧迫需求，通过对探测器、电子学、数据获取和实时控制等全技术链条的长期系统研究，解决了探测器多项共性的关键技术，建立了工程化大规模应用的探测器体系，积累了大量的探测器研发和运行的经验，培养了一支专业的、年轻化的先进中子探测器装备研制队伍。团队先后完成了CSNS多台中子谱仪（通用粉末谱仪、小角中子散射谱仪、多功能反射谱仪、多物理谱仪、应力谱仪）探测器和中子束流监测器的研制任务，为每一种探测器专门开发了读出电子学和数据获取系统，实现了大面积闪烁体探测...
近年来，中子在能源、矿产、材料以及医疗等多个行业内得到广泛应用，中子探测技术的研究成为了中子研究热门领域。本研究设计了一种基于中子致X射线荧光方法（NIXF法）的快中子测量系统。利用快中子与转换屏发生核反冲产生反冲质子，反冲质子激发特征靶产生X射线荧光，然后根据X射线荧光数与入射中子数的函数关系反推出中子通量及能量等相关信息。该系统基于碲锌镉（CZT）探测器，选用FPGA为控制核心，实现了NIXF能谱数据的采集和处理，可以同时获得中子通量及能量的信息。本研究基于NIXF法的原理，设计测量快中子探测装置的总体结构。沿中子入射方向，测量结构由屏蔽层、转换屏、特征靶、X射线能谱测量系统组成；基于CZT探测器开展NIXF法测量系统的研制。系统选用CZT室温半导体探测器，采用FPGA加高速ADC的硬件方案，实现了X射线能谱的采集功能。选用C#语言编写出开发了基于NIXF法的能谱采集软件，实现了...
中国散裂中子源(CSNS)是基于加速器的脉冲中子源，结合飞行时间方法，可以实现能量分辨中子成像。CSNS建设的能量分辨中子成像谱仪(ERNI)正在调试中，该设备调试完成后可以同时对样品进行布拉格边成像、中子透射成像和中子衍射成像。将先进的中子成像技术与中子衍射技术相结合，可以从样品的中子透射谱、中子成像和衍射数据中获得微观结构、晶体结构和残余应力等信息。在样品进行布拉格边缘成像时，需要波长分辨率达到1‰量级。由此ERNI需要一个空间分辨率小于100μm的中子成像探测器，同时需要一个微秒级的时间分辨率。
为了满足这些要求，研制了用于能量分辨中子成像的探测器。该探测器由暗室、闪烁屏、反射镜、光学镜头、像增强器，移动平台和时间戳光学相机组成。研究了该探测器不同视野条件下的信号特征和空间分辨率。采用了时空符合的方法重建中子事件，并利用重心法提高事件重建后的空间分辨率。对ZnS和GOS两种闪...
数据的测量在核物理领域具有重要意义。位于中国散裂中子源（CSNS）内的Back-n白中子实验终端是这项工作的重要贡献者，提供了宽能量范围（100-108eV）的高亮度和稳定中子。在Back-n的高辐射环境中，金刚石探测器由于其高辐射硬度和简单的结构而成为一种很有前途的选择。为此，在Back-n进行了利用单晶金刚石的双参数实验。所获得的CSNS质子束的时间结构与先前报道的结果一致，从而验证了该方法的有效性。此外，双参数等值线图有助于识别对应于12C（n，α0）9Be、12C（n，n'）3α和6Li（n，α）3H反应的事件带。使用MATLAB进行的模拟研究分析了金刚石探测器中3-11MeV中子的能量沉积分布，这与12C（n，α0）9Be和12C（n，n'）3α反应的已识别事件带一致。这是第一次在Back-n测试金刚石探测器。该实验的结果对在Back-n使用金刚石探测器进行核数据测量的发展具有重要意义。
