摘要：为了给CSNS中子谱仪提供性能优异的能量分辨中子成像探测器,本文设计了兼具高探测效率和高位置分辨的中子探测器。根据中子灵敏微通道板(nMCP)的中子探测原理和信号产生机制,使用Geant4建立nMCP的模拟模型以及位置分辨的计算模型,使用蒙特卡罗模拟对硼钆混合掺杂nMCP的探测效率和位置分辨2个关键性能展开了优化,并对nMCP中由中子入射位置不同产生的响应不均匀性进行了研究。结果表明:对于8μm孔径,10μm孔间距,1°倾角的nMCP,混合掺杂摩尔百分比为10的B_(2)O_(3)和摩尔百分比为0.4的Gd_(2)O_(3),在保持15μm位置分辨的同时可以最高达到28%的探测效率。相对于无倾角的nMCP,在有通道倾角的nMCP中这种响应不均匀现象更加严重。本文的模拟结果为开发用于能量分辨中子成像的高性能nMCP提供了有力的数据支持。

摘要：中子小角散射探测器是小角散射(SANS)谱仪的关键设备之一,探测器要求有足够大的探测面积、较高的探测效率及较好的空间分辨率,能够在真空腔中稳定地工作并可在腔体内前后移动。综合考虑,SANS探测器采用120只8 mm直径位置灵敏3He管,组成有效面积1 000 mm(X)×1 020 mm(Y)的二维探测器阵列。探测器阵列分为10个模块,每一个模块功能完全独立,包括12只3He管及其对应的读出电子学和数据获取系统。读出电子学位于探测器背面的回字形密闭腔体内,由CSNS电子学组自主研发。SANS探测器从设计、选型、样机、调试到安装历时三年,中子束流实验结果显示探测器探测效率大于50%(@2A),空间分辨率好于10 mm(FWHM),完全达到设计要求,目前正在中国散裂中子源小角散射谱仪运行使用。

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n THGEM(neutron Thick Gaseous Electron Multiplier)探测器用于中子探测。基于n THGEM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~3He探测技术的重要方向之一。为了详细研究n THGEM探测器的本身性能,本工作使用^(55)Fe放射源研究了n THGEM探测器的增益、计数率稳定性、能量分辨率等关键参数与n THGEM膜间电压、收集场强、漂移场强之间的关系,优化了n THGEM探测器在不同工作气体中的工作参数,为后续进一步优化n THGEM探测器设计和工艺奠定了基础。实验结果表明,单层n THGEM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。