漂移室性能模擬研究-indico[home]

1、報告人：田立朝核探測與核電子學(xué)國家重點實驗室中國科學(xué)院高能物理研究所2012.12.14,基于3He的二維位置靈敏中子探測器束流測試,目錄,中子探測器介紹實驗室測試束流測試小結(jié),背景,總體設(shè)計指標：打靶質(zhì)子束流功率：200 kW脈沖重復(fù)頻率：25 Hz每脈沖質(zhì)子數(shù)：1.56×1013質(zhì)子束動能：1.6 GeV最高中子通量：5×10-3 n*p-1*Sr-120條中子束線高通量粉末衍射儀、

2、小角散射儀和多功能反射儀,背景,,200mm ×200mm中子探測器,多功能反射譜儀,n + 3He ? p + 3H + 764 keV ? ~25,000-30,000 electron-ion pairs,Operation gas: 6atm.3He + 2.5atm.C3H8,,Position resolution: ~80% of proton range,中子探測器介紹,多絲正比室由陰極平面、陽極

3、平面以及兩個正交的讀出平面組成；陰極平面：由粘貼在入射窗內(nèi)表面的鋁膜和Kapton膜組成；陽極平面：由直徑為15 μm的鍍金鎢絲組成，絲間距為2mm，張力為25g，所有陽極絲連接在一起，用于能量測試和系統(tǒng)觸發(fā)；X讀出平面：由直徑為50 μm的鍍金鎢絲組成，金屬絲方向與陽極絲平行，絲間距為1mm，張力為40g，四根絲連接在一起形成一路讀出；Y讀出平面：由寬度為1.6mm的金屬條組成，條間距為2mm，方向與陽極絲垂直，兩根條連接在一

4、起形成一路讀出。,中子探測器介紹（續(xù)）,理論位置分辨,中子的位置分辨由探測器結(jié)構(gòu)及電子學(xué)引起的測量誤差和由于次級粒子(1H和3H)的射程引起的電離重心偏差決定探測器結(jié)構(gòu)及電子學(xué)引起的偏差為 = 220 um (FWHM)由于次級粒子射程引起的電離重心偏差為 =1.36×0.84=1.08mm (FWHM),,原型機X射線位置分辨,質(zhì)子在氣體中的射程,電子學(xué)介紹,電子

5、學(xué)讀出系統(tǒng)基于6U-VME64x規(guī)范設(shè)計。主要組件包括：電荷靈敏前置放大器電荷測量插件扇出插件VME機箱及控制器LabVIEW數(shù)據(jù)獲取軟件連接電纜等。,電子學(xué)結(jié)構(gòu)框圖,電子學(xué)刻度,電荷靈敏度,積分非線性,電荷分辨,基線平均值分布,Am-Be中子源測試,Am-Be中子源強度：5.18×105n/s平均能量：4.5MeV測試環(huán)境源庫中的中子源較多，同時中子與金屬碰產(chǎn)生很多次級的γ射線；鎘上中子

6、的影響；高能中子反沖質(zhì)子的影響,200mm × 200mm 中子探測器,Am-Be中子源測試,位置分辨4.9mm很好的位置線性良好的二維成像能力,200mm × 200mm 中子探測器,結(jié)果分析——Geant4模擬,200mm × 200mm 中子探測器,中子源強度太弱（慢化后~1cm-2s-1）；中子源經(jīng)過慢化體慢化后在探測器窗前相當于面源，斜入射中子太多，同時有很多鎘上中子；快中子進入探測器，

7、反沖質(zhì)子影響；位置分辨為σ =4.9mm；探測器具有較好的位置線性度及成像能力；亟待準直熱中子束！,束流測試,測試環(huán)境原子能院CARR堆應(yīng)力譜儀中子束品質(zhì)：中子波長1.37 Å束流強度估算值：104~105 cm-2s-1束斑尺寸實際值：5 mm × 40 mm,中子束斑成像,測試裝置示意圖,測試現(xiàn)場照片,狹縫測試位置分辨,,準直狹縫,狹縫成像,狹縫測試位置分辨,X方向位置分辨由陽極絲間距決定

8、，實測結(jié)果為1.8mm；Y方向位置分辨見下頁分析。,垂直于陽極絲方向,平行于陽極絲方向,卷積擬合公式,探測器對于極窄狹縫的響應(yīng)位置譜為高斯分布，其中 為探測器的位置分辨假設(shè)入射中子分布為均勻分布，分布寬度為狹縫寬度那么實驗分布應(yīng)該為以上兩個分布的卷積,,,,狹縫測試位置譜卷積擬合結(jié)果,小孔分辨能力,,小孔陣列,小孔成像,小孔分辨能力,小孔成像在Y方向的投影,小結(jié),得到沿陽極絲方向位置分辨為1.23mm (FW