应用于热中子的nTHGEM探测器性能研究

鲁黎明; 周晓娟; 周健荣; 蒋兴奋; 朱林; 何聪; 谭莹莹; 杨桂安; 夏远光; 谢宇广; 郑波; 王晓冬; 陈元柏; 孙志嘉

doi:10.11804/NuclPhysRev.35.02.172

原子核物理评论

应用于热中子的nTHGEM探测器性能研究

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鲁黎明, 周晓娟, 周健荣, 蒋兴奋, 朱林, 何聪, 谭莹莹, 杨桂安, 夏远光, 谢宇广, 郑波, 王晓冬, 陈元柏, 孙志嘉. 2018: 应用于热中子的nTHGEM探测器性能研究, 原子核物理评论, 35(2): 172-178. doi: 10.11804/NuclPhysRev.35.02.172

引用本文:

LU Liming, ZHOU Xiaojuan, ZHOU Jianrong, JIANG Xingfen, ZHU Lin, HE Cong, TAN Yingying, YANG Guian, XIA Yuanguang, XIE Yuguang, ZHENG Bo, WANG Xiaodong, CHEN Yuanbai, SUN Zhijia. 2018: Performance Study of nTHGEM Detector for Thermal Neutron, Nuclear Physics Review, 35(2): 172-178. doi: 10.11804/NuclPhysRev.35.02.172

Citation:

LU Liming, ZHOU Xiaojuan, ZHOU Jianrong, JIANG Xingfen, ZHU Lin, HE Cong, TAN Yingying, YANG Guian, XIA Yuanguang, XIE Yuguang, ZHENG Bo, WANG Xiaodong, CHEN Yuanbai, SUN Zhijia. 2018: Performance Study of nTHGEM Detector for Thermal Neutron, Nuclear Physics Review, 35(2): 172-178. doi: 10.11804/NuclPhysRev.35.02.172

应用于热中子的nTHGEM探测器性能研究

南华大学核科学技术学院,湖南衡阳 421001;东莞中子科学中心,广东东莞 523803;中国科学院高能物理研究所,北京 100049
东莞中子科学中心,广东东莞 523803;中国科学院高能物理研究所,北京 100049
东莞中子科学中心,广东东莞 523803;中国科学院高能物理研究所,北京 100049;核探测与核电子学国家重点实验室,北京 100049
南华大学核科学技术学院,湖南衡阳,421001

Performance Study of nTHGEM Detector for Thermal Neutron

摘要: 随着脉冲强流中子源的发展,对高性能中子探测器提出了更大的挑战,3He气体资源严重短缺和高计数率中子探测器的迫切需求,已开始制约着中子源应用技术的发展.中国科学院高能物理研究所针对中子的特殊性,专门研发了一种陶瓷基材的nTHGEM(neutron Thick Gaseous Electron Multiplier)探测器用于中子探测.基于nTHGEM的中子探测器具有高计数率、高位置与时间分辨能力、增益大、制作工艺简单,且便于大面积制作的特点,是目前国际上发展替代3 He探测技术的重要方向之一.为了详细研究nTHGEM探测器的本身性能,本工作使用55 Fe放射源研究了nTHGEM探测器的增益、计数率稳定性、能量分辨率等关键参数与nTHGEM膜间电压、收集场强、漂移场强之间的关系,优化了nTHGEM探测器在不同工作气体中的工作参数,为后续进一步优化nTHGEM探测器设计和工艺奠定了基础.实验结果表明,单层nTHGEM探测器在Ar(90%)+CO2(10%)混合气体中增益能达到103,探测器计数率稳定性良好.另外,还在中国原子能科学研究院的CARR反应堆(China Advanced Research Reactor)上进行了中子束流实验,通过狭缝测量到探测器位置分辨率为(3.01±0.03)mm(FWHM),已经接近高气压3He MWPC中子探测器水平.
- 热中子探测 /
- GEM /
- THGEM /
- nTHGEM

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应用于热中子的nTHGEM探测器性能研究

南华大学核科学技术学院,湖南衡阳 421001;东莞中子科学中心,广东东莞 523803;中国科学院高能物理研究所,北京 100049
东莞中子科学中心,广东东莞 523803;中国科学院高能物理研究所,北京 100049
东莞中子科学中心,广东东莞 523803;中国科学院高能物理研究所,北京 100049;核探测与核电子学国家重点实验室,北京 100049
南华大学核科学技术学院,湖南衡阳,421001

关键词:

热中子探测 /
GEM /
THGEM /
nTHGEM

摘要: 随着脉冲强流中子源的发展,对高性能中子探测器提出了更大的挑战,3He气体资源严重短缺和高计数率中子探测器的迫切需求,已开始制约着中子源应用技术的发展.中国科学院高能物理研究所针对中子的特殊性,专门研发了一种陶瓷基材的nTHGEM(neutron Thick Gaseous Electron Multiplier)探测器用于中子探测.基于nTHGEM的中子探测器具有高计数率、高位置与时间分辨能力、增益大、制作工艺简单,且便于大面积制作的特点,是目前国际上发展替代3 He探测技术的重要方向之一.为了详细研究nTHGEM探测器的本身性能,本工作使用55 Fe放射源研究了nTHGEM探测器的增益、计数率稳定性、能量分辨率等关键参数与nTHGEM膜间电压、收集场强、漂移场强之间的关系,优化了nTHGEM探测器在不同工作气体中的工作参数,为后续进一步优化nTHGEM探测器设计和工艺奠定了基础.实验结果表明,单层nTHGEM探测器在Ar(90%)+CO2(10%)混合气体中增益能达到103,探测器计数率稳定性良好.另外,还在中国原子能科学研究院的CARR反应堆(China Advanced Research Reactor)上进行了中子束流实验,通过狭缝测量到探测器位置分辨率为(3.01±0.03)mm(FWHM),已经接近高气压3He MWPC中子探测器水平.