Conveners
Parallel 1 - session 4 (detector)
- 聪展 刘 (中国科学院高能物理研究所)
闪烁体在高能物理、核辐射探测及医学成像等领域应用广泛。然而，不同闪烁材料的发射光谱、衰减时间和光产额差异显著，单一类型光电探测器难以在所有材料上同时实现最优的时间分辨、能量分辨和光谱匹配，导致闪烁体本征发光特性的全面表征面临困难。因此，建立基于多种光电转换器件的互补表征方法，对于系统提取闪烁体辐射响应参数、支撑新型闪烁材料的快速筛选与性能评估具有重要意义。为此，本文提出一种综合利用PMT、SiPM和APD三类典型光电转换器件的闪烁体辐射响应表征方法，针对常规闪烁单晶、超快晶体、近红外发射闪烁体及闪烁陶瓷等多种发光材料开展实验研究。具体而言：采用PMT的阳极信号直接采集获取高时间精度波形，并结合CSA读出能谱；利用SiPM的快读出与阳极读出双通道架构，分别提取衰减时间信息与电荷积分能谱；借助APD在长波段具有较高量子效率和较低暗电流噪声的特性，实现对近红外波段弱光信号的有效探测。通过上...
白光中子共振成像技术（WNRI）利用中子与原子核反应截面的共振结构，可同时测量物体的二维空间图像与中子吸收率谱，为物体内部结构探测及元素成分定量分析提供了全新的无损检测手段。本报告将介绍位于中国散裂中子源（CSNS）反角白光中子实验装置（Back-n）的中子共振成像探测器系统及已开展的相关测量研究。该探测器系统基于中子敏感的掺硼微通道板（B-MCP）研制，并配套研制了高速波形数字化读出电子学。波形分析过程采用多重响应函数对堆叠脉冲进行拟合，实现探测器信号的准确测量。针对高流强下中子事例重建问题，开发了基于卷积神经网络的事例预测模型，显著提升了中子事例测量效率。基于该中子共振成像探测器装置，已开展了标准样品和文物样品的中子共振成像测量，并对样品的空间图像和中子吸收率谱进行了分析，展现了该技术在物体无损检测方面的独特优势。
中子成像是一项重要的无损检测技术，广泛应用于航空航天、核工业、新能源和考古学等领域。随着脉冲中子源与成像方法学的发展，面向微细结构表征和飞行时间能量分辨成像的应用需求，中子成像探测器正由传统积分式成像向兼具高空间分辨和单事例时间标记能力的方向发展。本研究依托中国散裂中子源(CSNS...
针对中子束流束斑在线监测的需求，研制了一种基于国产厚陶瓷GEM的探测器。探测器由硼中子转换层、厚GEM倍增结构、Pad读出电极及前置放大器构成，利用10B(n,α)⁷Li反应实现中子探测，通过厚GEM孔内雪崩放大得到感应信号。采用⁵⁵Fe放射源对探测器性能进行测试，结果表明：在Ar(70%)+CO2(30%) 混合气体中，单层厚陶瓷GEM增益可达1500；30小时内计数率稳定性良好；能量分辨率可达27%；二维位置分辨优于3 mm × 3 mm。前置放大器计数率达1 MHz。该探测器性能稳定，满足中子束斑在线监测的应用要求。
铈掺杂钆铝镓石榴石结构闪烁晶体（Ce:GAGG）是2011年发现的一类新型材料体系，其具有密度高、光产额高、衰减时间快以及不潮解的共性特点，被认为是迄今为止所有氧化物闪烁体中光产额最高的晶体。近十年来，中国电子科技集团公司第二十六研究所致力于Ce:GAGG晶体的研制，为满足高能物理实验、高能工业CT以及核医学影像等不同领域的应用需求，分别研发了具备高光产额（~54000光子/MeV）、低余晖（≤0.02%@20ms）以及快衰减时间（~50 ns）性能Ce:GAGG晶体，并具备规模化生产能力。本文主要基于上述自研Ce:GAGG晶体研制宽能域能谱探测器、高能工业CT探测器及SPECT探测器，并对其性能进行了测试表征。宽能域能谱探测器采用25 mm×25 mm×75 mm的大体积Ce:GAGG晶体耦合MPPC阵列的设计，结构紧凑，测试结果表明其探测能量范围可达0.1 MeV~10...
