用于中子成像探测器的混合掺杂nMCP模拟及优化
2021-02-10谭金昊周健荣宋玉收杨建清张连军蒋兴奋孙志嘉
哈尔滨工程大学学报 2021年12期
关键词:效率
谭金昊, 周健荣, 宋玉收, 杨建清, 张连军, 蒋兴奋, 孙志嘉
(1.哈尔滨工程大学 核科学与技术学院,黑龙江 哈尔滨 150001; 2.散裂中子源科学中心,广东 东莞 523770; 3.中国科学院高能物理研究所 核探测与核电子学国家重点实验室, 北京 100049)
中子在由重核元素构成的材料中具有极强的穿透能力,并且对氢、锂等特定的轻元素具有很高的反应截面,使得中子成像发展成为了一种不可替代的无损检测技术。近些年来,随着高强度脉冲式中子源的发展,能量选择中子成像技术得到了发展。通过脉冲中子束流的起飞时间t0,配合中子到达探测器的时间t1,可以对特定波长中子进行选择,从而获得不同能量中子对样品的成像结果。这一技术是对晶体材料特性,特定核素成分测量以及工程材料的残余应力分布研究的重要手段[1-2]。中国散裂中子源作为我国第一台强流加速器驱动的脉冲式中子源[3],为能量分辨中子成像技术提供了高通量、高准直比、脉冲式的中子束流,并规划了一台能量分辨中子成像谱仪,致力于解决在新能源材料、先进功能磁性材料,高端装备制造以及工程材料结构等领域的瓶颈问题。
基于中子灵敏微通道板(neutron sensitive microchannel plate, nMCP)的中子成像探测器,可以达到最高15 μm的空间分辨,亚微秒级的时间分辨,已经被成功的应用于能量分辨中子成像实验研究中[2],是进行能量分辨中子成像的关键设备。Fraser[4]提出在普通MCP中掺杂中子灵敏材料进行中子探测,其后针对nMCP的中子掺杂材料的类型展开了一系列研究[5-6]。……
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