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

第二分会场（RBS3）

Jul 16, 2024, 1:30 PM

第二会议室 (黄海饭店)

Conveners

第二分会场（RBS3）

• 奕 千 (中科院近代物理研究所)

Contribution list Timetable

89. 面向空间X射线天文的超导转变边沿探测器读出电子学研究

建国 刘 (University of Science and Technology of China)

7/16/24, 1:30 PM

电子学

银河系热重子探测项目（DIXE）计划采用超导转变边沿探测器，在软X射线波段对银河系热重子辐射开展巡天观测并进行高精度、高分辨率光谱测量，获取其空间分布即物理化学性质，推动银河系黑洞及恒星反馈等重大问题的解决，填补当今天文观测的空白。频分复用（FDM）技术是当前主流复用技术之一，可以有效限制室温端至低温端的热负荷，具有低功耗、低噪声、抗干扰能力强等特点，十分适用于空间实验。在DIXE项目背景下，本报告介绍了 TES 和FDM的应用原理，提出了一种用于TES阵列的FDM读出室温电子方案。该方案能够实现对 16 路 TES 偏置信号的精确调节，从而使 TES...

17. CPHS小角中子散射谱仪3He管阵列探测器研制

南 华 (清华大学工程物理系)

7/16/24, 1:45 PM

电子学

中子散射是研究物质微观结构和动态的重要工具，小角中子散射（Small Angle Neutron Scattering, SANS）作为其中一种重要的技术，在凝聚态物理、化学、材料、高分子及生命科学等领域发挥着不可或缺的作用。基于清华大学的微型脉冲强子源（Compact Pulsed Hadron Source, CPHS），正在建设一台SANS谱仪，与国内大型中子源的SANS谱仪形成互补。
CPHS的SANS谱仪采用$^{3} \mathrm{He} $管阵列探测器作为大面积探测器，共包含96根有效长度为800 mm，直径为8 mm的位置灵敏型$^{3} \mathrm{He} $管。为减少中子在空气中的杂散，$^{3} \mathrm{He}...

112. 中国散裂中子源中子谱仪探测器读出电子学研制进展

Hongbin Liu (IHEP)

7/16/24, 2:00 PM

电子学

中国散裂中子源是我国第一台散裂中子源，一期工程已建成并对用户开放3台，合作谱仪阶段与其他科研机构共同建设了8台谱仪。二期工程于2024年正式启动，将建设7台新的中子谱仪及多条测试束线，同时打靶功率将从160kW提升到500kW。中子探测器系统是中子谱仪的眼睛，用于对散射的热中子进行位置和时间测量。读出电子学是中子探测器系统中的重要组成部分，决定了其探测的性能和效率。
在一期谱仪及合作谱仪阶段，根据探测器的种类的不同，发展了包含大面积3He阵列探测器读出电子学、大面积闪烁体探测器读出电子学以及GEM探测器读出电子学等多种方案，并且在工程中得到了验证。散裂二期工程新建设的7条谱仪对读出电子学提出了更高的要求：1）大部分探测器整体需要工作在真空下，因此读出电子学要实现极低功耗；2）打靶功率的升级意味着更高通量的中子，读出电子学的计数率性能需要进一步提高；3）3He替代中子探测器 -...

84. 基于Micromegas探测器的高集成度缪子成像读出电子学设计

婷 王 (中国科学技术大学)

7/16/24, 2:15 PM

电子学

缪子成像技术是一种新型成像技术，广泛应用于大尺寸物质成像、重核物质检测和考古研究等领域。Micromegas探测器具有高位置分辨率、易大面积制备等优势，适用于进行缪子成像。然而，成千上万的探测器通道数给读出电子学带来挑战。针对Micromegas探测器多通道的读出需求，设计并实现了一种的高集成度读出电子学。该电子学采用了一款电流读出芯片ADAS1128，芯片集成了128个电流放大器，可实现多通道电荷信息测量。通过对电子学性能进行测试，在电子学线性动态范围为-77.97~0 fC的测试条件下，增益约为 213.6 Code/fC，积分非线性为2.7%，噪声小于0.68 fC。为验证读出电子学对Micromegas探测器阳极条信号的读出能力，利用55Fe放射源进行X射线能量分辨率测试。其中可以探测到X射线的全能量峰和Ar逃逸峰；全能量峰的能量分辨率约为20.23%@5.9...

90. 基于串联读出电路的伽马成像系统搭建

新宇 杨 (成都理工大学)

7/16/24, 2:30 PM

电子学

核辐射成像技术作为搜寻放射性热点的重要手段，能够对辐射热点的空间分布进行重建，在环境监测、国土安全、核退役和核应急等领域得到广泛应用。针对现有成像技术中读出电子学系统存在通道数量多、信噪比低、功耗高等问题，采用串联读出电路来减少读出电子学系统的复杂性和成本。首先，串联读出电路将多个探测器产生的电荷信号通过电阻分流为2个电荷信号输出，显著减少了读出电子学的通道数。其次，由于探测器信号只分成2份，使得提取到的信号幅度大、噪声小，降低了相关电路的功耗和面积。同时，基于串联读出电路的电子学系统也降低了成像装置的体积和重量。
为了更好地研究基于串联读出电路的伽马成像系统的成像效果，本研究中采用6×6×5mm的CsI(Tl)闪烁体耦合同面积的SiPM构成探测器的最小探测单元，并将最小探测单元按照每层8×8排列的方式构成两层面阵探测器。两层面阵探测器默认间距30mm，成像视野约120°。在这种配...

91. 高时间分辨正电子脉冲电子学系统设计

啸天 于 (中国科学院高能物理研究所)

7/16/24, 2:45 PM

电子学

慢正电子湮没寿命谱测量是研究材料表面以及薄膜材料中原子尺度缺陷的无损灵敏表征方法。目前，国际上实现慢正电子湮没寿命测量最成熟的方法是利用斩波器和聚束器获得高时间分辨的正电子脉冲，以提供寿命谱测量的起始时间。设计电子学系统将信号准确加载到聚束器件中，对实现高时间分辨正电子脉冲的产生至关重要。本研究考虑信号同步、放大、合成、馈入等因素完成了电子学系统设计。系统工作时产生三路同步信号，并经过功率放大器放大后分别馈入斩波器、预聚束器、主聚束器。斩波信号负责将直流正电子束转化几ns的正电子脉冲，预聚束、主聚束信号负责将正电子脉冲压缩到百ps。斩波器、预聚束器均为非标准匹配部件，研究了部件电容、阻抗匹配网络对信号馈入的影响。主聚束器为50 Ω同轴谐振腔，信号可直接馈入主聚束器。通过优化系统参数，实验得到了250 ps (FWHM)的正电子脉冲。

128. 高能宇宙辐射探测设施中穿越辐射探测器前端读出电子学电性件设计

洁宇 朱 (中国科学院近代物理研究所)

7/16/24, 3:00 PM

电子学

高能宇宙辐射探测设施（HERD）是计划于2027年安装在中国空间站的空间天文和粒子天体物理实验。HERD实验包含5个探测器载荷，预计在空间站外进行长达10年的暗物质探测、高能伽马射线探测和宇宙线能谱测量实验。穿越辐射探测器（TRD）是其中重要的载荷之一，计划安装在HERD的侧面进行量能器TeV能级的能量标定和伽马射线巡天观测。本文主要介绍了TRD前端读出电子学电性件设计。为了保证TRD读出的准确性和工作的可靠性前端读出电子学电性件基于SAMPA ASIC设计，实现动态范围在0-500fC可调，单板128路探测器信号的读出。由于空间环境的限制前端读出电子学分为双层设计：电荷采集板和供电通讯板，二者通过59针的airborn连接器进行连接。电荷采集板通过J30J-37TJWP14-J...

92. 基于DRS4评估板的正电子湮没谱仪研制

红强 张 (中科院高能物理研究所)

7/16/24, 3:15 PM

电子学

正电子湮没寿命测量是研究材料内部微观结构的一种无损表征技术，可甄别缺陷的类型、尺寸以及相对浓度等特征信息。传统的正电子湮没寿命谱仪由闪烁体探测器和恒比定时鉴别器、时幅转换器、多道分析仪等核电子学模块化插件组成。近年来，随着数字化集成化电子学时间分辨等关键性能的提升，传统谱仪电路逐渐简化，呈现出便携式、紧凑型的发展特点。DRS4凭借其高采样率、高集成度、低功耗的特点，成为大规模、多通道时间测量系统的优先选择，在正电子湮没寿命探测中也展现出潜在的应用前景。本文基于DRS4评估板搭建了双探测器通道的正电子湮没寿命谱测量系统，对导致其数据处理效率低下的主要影响因素进行了系统实验分析。结果表明，评估板中的无效事例冗余触发和低速数据传输电路是导致谱仪系统效率低的两个主要原因。针对此，实验中提出了有效事例预触发判选的方法，通过筛选DRS4采集电路中的有效事例，确保电路中核心信号处理资源的高效利用。...