第二十二届全国核电子学与核探测技术学术年会暨第十二届全国先进气体探测器研讨会（NED&CAGD2024）

Session

第一分会场（RAS3）

16 Jul 2024, 13:30

会议中心后区 (黄海饭店)

Conveners

第一分会场（RAS3）

• 志兴 凌 (中国科学院国家天文台)

Contribution list Timetable

132. sPHENIX实验电磁量能器的研制

守扬 胡 (中国原子能科学研究院)

16/07/2024, 13:30

其它探测器

sPHENIX是美国RHIC 上的PHENIX实验升级的新一代全新实验。sPHENIX实验通过精确测量多个维度下的高能QGP探针，包括在喷注、光子-喷注 对和Upsilon粒子等方面的数据测量有数量级的提升，对于研究QGP的物理起源 和演化、内部结构、对初始温度的依赖性及其与各种高能探针间的相互作用等将提供前所未有的精确物理测量。电磁量能器(Electromagnetic Calorimeter, EMCal)是sPHENIX实验的核心探测器之一，用于在高本底条件下触发，鉴定和测量电子和光子，进而重构喷注和Upsilon粒子。此电磁量能器采用全新的设计方案——即钨粉和闪烁光纤通过环氧树脂胶合的取样型电磁量能器。它具有高密度、低辐射长度、小Molière半径和结构紧凑等特点。
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20. 强脉冲中子辐射剂量仪研制

Mr 明洋 阎 (高能所)

16/07/2024, 13:45

其它探测器

高能粒子加速器束流损失会产生强脉冲中子辐射场，计数型中子剂量仪测量脉冲中子会出现严重漏计数现象，是长期困扰脉冲中子辐射剂量精确测量的难点问题。本研究为从根源上解决漏计数问题，采用了以中子核反应产生的电荷量作为校准中子反应数的探测物理模型；首先研究中子核反应弱电流产生的物理机制，其次研发实现了弱电流灵敏放大积分型电子学系统，最终集成为强脉冲中子测量仪器。该测量仪的中子信号响应时间约5us，最小核反应电荷量分辨率约200fC，辐射剂量率测量区间为100nSv/h至数百mSv/h，单脉冲中子风暴测量中子数可达1000个，彻底解决了脉冲中子信号堆积产生的漏计数问题。该脉冲中子剂量仪取得了国家检定合格证书，且于CSNS大气中子辐照谱仪开展了脉冲中子测量实验。实验结果有效观测脉冲中子时间结构特性，且测量结果与模拟计算相符性较好。该研究不仅实现并验证了一种测量脉冲中子辐射剂量的方法，填补国内该领域...

34. 面向快中子监测的自给能探测器性能表征和原型设计

Dr 遥 周 (XJTU)

16/07/2024, 14:00

其它探测器

现有快中子反应堆主要通过堆外探测器进行堆芯监测，但受限于外围裂变室探测器对堆内分布测量的低空间分辨率和难以实现局部功率畸变跟踪，利用堆内自给能探测器测量技术进行快中子反应堆的注量率在线监测，成为先进堆用核探测器研发的关键内容。本研究基于理论模拟计算和研究堆辐照考核表征了压水堆常用的高灵敏度β衰变型铑、钒自给能探测器的性能：在快中子环境中，探测器灵敏度下降2个量级至10-24...

12. 面向矿脉勘探的钻孔型缪子成像探测器研究

隆乡 尹 (南华大学)

16/07/2024, 14:15

其它探测器

宇宙射线缪子来源于宇宙射线与大气层相互作用，通量非常丰富，且缪子具有非常强的穿透能力，可以穿透数百米的岩石，其高能部分甚至可以穿透数千米深的岩石。通常利用天然缪子来进行大体积物质的成像，在地质研究领域，可以利用缪子透射成像的方法，将探测器置入钻井中，可以对矿藏的分布进行探测，节省大量的人力物力。但在勘探钻井中，要对矿藏进行定位需要较好的角度分辨率，且国内钻井的口径有所限制，目前国内外尚没有在这两方面都满足要求的缪子成像探测器。本文通过蒙特卡罗GEANT4程序，在国内外研究的基础上设计模拟系统研究了一种读出通道合理，适用于小口径钻井探矿的圆柱形探测器。模拟了所设计探测器对土壤中金矿进行成像的过程，同时研究了相应的成像算法，利用该成像算法实现了矿藏位置的呈现。模拟结果表明，利用设计的该圆柱形探测器，可以实现对矿藏的定位。同时针对探测器配备不同高度的塑料闪烁体弧对天顶角分辨率的影响进行了模...

110. MuGrid：面向多学科应用场景的新结构缪子成像探测器

涛 余 (中山大学)

16/07/2024, 14:30

其它探测器

近年来，缪子成像技术催生了大量新颖的跨学科应用，例如矿产勘探、水下定位等。大量跨学科场景需要将探测器部署在多种具有挑战性的环境中，为此，我们开发了一种名为 MuGrid 的闪烁体探测器，能够便捷的组装并部署。缪子成像探测器的关键参数是有效接收面积和位置分辨精度，传统设计方案一般选择多根小闪烁条的拼接来满足这两个要求，但是大量加工闪烁体的成本往往较高，一定程度上也限制了缪成像技术的跨学科推广。MuGrid提出了利用光导阵列区隔一块大的塑料闪烁体平面，通过四周的光子数分布重建缪子击中的位置。这样可以利用较少的读出通道和较低的成本实现更高的空间分辨率。藉由MuGrid探测器模块化，可以自由组合的优点，前代探测器全空间接收角的优势也得以保留。
模拟结果表明，MuGrid设计方案在 30 厘米 x 30 厘米的平面闪烁体上可以实现优于 3...

42. 应用于深部贵金属矿产勘探的新型缪子成像系统研究

思远 罗 (南华大学)

16/07/2024, 14:45

其它探测器

矿产资源是人类社会发展的重要物质基础，其勘探和开采对国家发展具有重要意义。当前地表浅部矿产资源持续减少，而传统方法由于固有的缺陷，其勘探能力和精度随着深度增加急剧下降，提高深部矿产勘查技术迫在眉睫。天然缪子穿透性极强，几乎能保持以直线径迹穿透到地下几公里。缪子地球层析成像作为一种绿色核技术，在矿产勘探方面的可行性得到了充分验证，可作为当前常规勘探技术的有力补充。本项目基于理论建模、数值模拟和实验研究，深入探究了缪子与物质相互作用的物理机制，掌握了光电转换器件的作用机理，为透射成像技术开发出两种新型的缪子成像系统。一是针对“坑探”手段提出了大面积塑料闪烁体四角耦合PMT的新型缪子探测器，该系统具有较大探测面积，电子学通道数少，成本较低且结构简单易搭建的特点。并建立了基于双曲线模型的快时间响应定位算法对缪子击中位置进行重建，引入了机器学习方法对重建位置进行修正。赴近物所开展了基于大面积塑...

52. 用于高计数率环境下的康普顿成像系统搭建

Dr 成帅 田 (成都理工大学)

16/07/2024, 15:00

其它探测器

传统的由像素型探测器构成的康普顿系统通常采用阵列SiPM耦合读出方案，探测灵敏体积提交受限于SiPM器件的读出面积，也需匹配大量读出电子学通道，制作成本高且探测效率低。为了提高对射线的探测效率和大幅度提高探测灵敏体积，本文采用条状的闪烁体搭建康普顿成像系统，兼顾高位置分辨和探测效率等特点。
本文提出了一种适用于高计数率环境下的康普顿成像系统，利用条状闪烁体构成双层面阵探测器阵列，可将传统面阵探测器N2个读出电子学通道缩减为2N，大幅减少了电子学数量和复杂程度。因此可采用多通道高速数字化采集系统进行脉冲信号采集，适用于高计数率环境的成像。
最终搭建的康普顿成像系统包含两层面阵探测器，每层探测器由16根尺寸为6×6×120mm的CsI（Tl）闪烁体构成。两层面阵探测器默认间距60mm，成像视野约120°。在这种配置下，该方案所用的最小探测单元数量为32个，电子学通道数为64道，探测器...

8. X射线硅微条探测器研究进展

杨帆 周 (高能所)

16/07/2024, 15:15

其它探测器

X射线硅微条探测器是同步辐射粉末衍射实验和波长色散谱学实验的核心装备，也是高端X射线衍射仪的主流探测器。但是，我国长期以来该探测器严重依赖进口，针对这个卡脖子问题，研制完全具有自主产权的高性能光子计数型一维硅微条探测器，完成国产化替代。已完成320路硅微条样机的设计与测试，10个ASIC芯片对应一个硅微条传感器模块。传感器方面，单模块的灵敏区面积为76800 μm × 10000 μm，单个微条的尺寸为100 μm × 10000 μm，单片包含768个微条，厚度为320 μm。硅微条传感器采用单面微条技术，基于p+ − n − n+结构，AC耦合信号读出模式，耦合电容为150 pF，利用多晶硅电阻实现偏压加载。硅微条传感器的全耗尽电压为80 V，击穿电压为250 V，暗电流为10 nA/cm2。ASIC读出电路芯片方面，基于0.18 μm...