摘要：放射性物质的准确定位对于寻找“孤儿源”、核设施去污和退役、辐射防护最优化等至关重要。硅光电倍增管(silicon photomultiplier,Si PM)已广泛应用于闪烁体探测系统。为实现低成本大视野高分辨探测系统,通过测量ASIC(application specific integrated circuit)芯片对输入信号的要求,仿真了电阻阻值与电阻网络输出信号上升时间之间的关系,设计了前置放大器用于适配ASIC芯片和电阻网络,利用电阻网络的信号通道压缩特性和ASIC芯片多路复用、高度集成等优点,设计验证了将两者优势相结合的混合模式读出电路。测试结果显示:读出电路RMS噪声约为2.73 m V,能准确测出^(241)Am点源的位置,定位正确率约90.87%。设计的混合模式读出电路将64路Si PM信号简化为4路,探测器输出信号通道数减少16倍,单个A5202模块能同时读出1024个Si PM单元,能极大降低大面积Si PM阵列读出的成本。

摘要：利用宇宙线缪子对物体成像需要确定缪子的径迹,而对缪子的击中点进行精确定位是缪子径迹重建的关键。当前主流的缪子径迹探测系统需要搭配多路电子学通道才能对缪子的击中点进行精确定位,此类探测系统的构造复杂且成本高昂。为实现简便、低成本且高精度的缪子径迹探测系统设计,本研究基于Geant4软件,对无切割式的方形和圆形塑料闪烁体耦合硅光电倍增器(Silicon Photonmultipliers,SiPMs)的探测器进行模拟研究,使用SiPM收集的光子数和触发SiPM响应的时间作为特征参数,采用人工智能回归算法作为缪子定位的方法。模拟结果表明:以光子数作为特征参数的回归算法中,长短时间记忆(Long Short Term Memory,LSTM)算法在三种回归算法中的精度最高;在LSTM算法下,探测器上表面耦合12个SiPM的位置分辨率可达到厘米级别;当使用光子数和触发时间作为特征参数时,在探测器侧边仅耦合6个SiPM的位置分辨率同样能达到厘米级别,且与大面积塑料闪烁体四角耦合光电倍增管(Photomultiplier Tube,PMT)的探测器在实验中对缪子定位得到的结果吻合。本研究使用LSTM回归算法作为缪子定位算法,提出的在塑料闪烁体侧边耦合6个SiPM的探测器系统结构简便、制造成本低且定位精度达到厘米级别。

摘要：正电子湮没信号的精准采集与关联符合技术是寿命谱灵敏表征材料微观缺陷的基础。测量环境中放射性射线对正电子湮没信号采集的影响,制约着寿命谱方法在复杂辐射背景中应用,特别是在核结构材料中子辐照损伤研究中,中子活化诱发的放射性核素形成的γ射线本底,将影响正电子寿命谱仪的测量结果。为探究γ本底对正电子湮没寿命测量的影响规律,本文基于^(60)Co、^(137)Cs源设计了辐射背景仿真实验,结果显示:^(60)Co源产生的双高能γ射线是影响寿命谱形状及湮没寿命的主要因素;通过对比高、低两种典型活度比(^(60)Co/^(22)Na为3.3和1.9)下的测量结果,并经活化反应堆压力容器钢样品放射性本底真实情况检验,结果发现:在低活度比下,辐射本底导致的偶然符合概率增大,寿命谱峰谷比显著变差;在高活度比下,除偶然符合外,信号错误符合概率急剧增加,谱形明显畸变且寿命值迅速减小。基于本文辐射背景放射源模拟方法及干扰γ的影响规律,可进一步探索正电子湮没寿命测量中γ本底排除的新技术和新方法。

摘要：ECR离子源的等离子体阻抗对其微波传输与阻抗匹配设计至关重要。在中国科学院近代物理研究所现有的2.45 GHz ECR质子源上,对等离子体阻抗进行了测量。首先用水吸收负载代替等离子体负载测量得到了所用微波窗阻抗,然后根据质子源测量数据,推算得到了等离子体阻抗。实验结果表明,脊波导输出端阻抗与后续负载不完全匹配,等离子体阻抗随微波功率变化呈非线性。这些结果为ECR离子源过渡匹配和微波窗的设计提供了参考依据。

摘要：为了提高强流ECR离子源的引出束流品质,分别设计了1#和2#引出系统,利用束流引出模拟软件PBGUNS对1#和2#引出系统进行了质子束流引出与传输的模拟计算,结合实际测得的发射度数据分析引出系统,发现2#引出系统比1#引出系统引出束流品质高。对ECR离子源引出系统的电势等位线分布等参数引起的球差进行了简单数学推导及MATLAB绘图,并结合1#和2#引出系统束流相图模拟结果证明了球差会使引出束流品质有效发射度增长,通过适当加大电极孔径可改善束流聚焦情况,得到了束流光学聚焦较好的束流引出系统设计。

摘要：光电倍增管(PMT)特性测量中,明确电子学系统的指标要求,对测试系统搭建、正确评价测量结果、改进和完善现有的测试方法具有很强的指导意义。通过分析FADC电子学系统波形采样过程,及单光电子谱实验测试数据,从电子学噪声和动态范围出发研究了电子学对测试参数的影响。实验结果表明在当前条件下,单一量程很难同时满足动态范围和信噪比性能指标的设计要求,采用多量程测量及合理切换组合的方式可以有效实现测量需求,实现PMT电子学读出系统,本研究说明了多量程测量方案用于PMT测量的可行性。

摘要：采用蒙特卡罗粒子输运程序与燃耗计算分析程序相结合(MCNP5/ORIGEN2.1)的方法对辐射防护不锈钢材料屏蔽性能和活化产物进行了综合计算分析。结合辐射屏蔽设计结构优化方法和性能计算的具体要求,给出了中子/γ综合屏蔽性能分析评价方法,针对核反应堆单层外照射三层屏蔽结构简化模型,模拟计算了硼不锈钢和普通不锈钢材料对中子/γ混合辐射场的中子、光子、(n,γ)反应产生的光子、材料内二次活化产物光子的屏蔽效果,并对防护材料的综合屏蔽性能进行了评价。

摘要：长寿命放射性核素^(26)Al是星际介质、γ射线天文学和太阳系形成研究中最重要的核素之一。最可能合成^(26)Al的三种天体场所都与^(25)Mg(p,γ)^(26)Al反应相关,因此精确测量其近阈能级的共振强度和天体物理反应率对人们认识宇宙^(26)Al的来源具有重要意义。本文回顾了^(25)Mg(p,γ)^(26)Al反应的实验研究方法和最新研究进展,特别是介绍了我国对该反应的间接测量实验以及直接实验测量计划。当前的间接测量结果提升了^(25)Mg(p,γ)^(26)Al天体物理反应率的精度,也可以帮助我们估算直接测量的产额,并优化深地直接测量的实验设计。高能点的直接测量结果与国际上其它实验结果在误差范围内符合很好,表明本项目研制的探测装置工作状态良好,能够胜任锦屏深地核天体物理实验研究。

摘要：从子板PCB设计、芯片粘接、优化引线键合参数方面对SOI像素探测器的COB组装工艺做了初步研究。基板焊盘表面处理选用了电镀化学镍钯金的工艺,并对焊盘排布方式做了改进;芯片粘接选用了导电环氧树脂胶,探讨了水平定位误差和垂直定位误差对键合的影响及处理方法;通过反复试验和不断优化得出一套引线键合优化参数。对子板模块性能测试表明:其噪声和漏电流水平均保持在合理范围。COB组装技术可为后续的硅像素探测器芯片拼接提供技术支撑。

摘要：目的:比较左侧乳腺癌全切术后无均整器(FFF)与均整器(FF)模式下容积旋转调强放疗(VMAT)计划剂量学特点,分析无均整器模式下剂量学优势。方法:随机选取2019~2020年左侧乳腺癌全切术后的患者10例,分别用两种模式对同一患者的计划靶区(PTV)给予相同的处方剂量50 Gy,在RayStation计划系统上设计FFF和FF的VMAT计划,在满足临床要求的情况下,比较两组剂量学特点、机器总跳数、出束总时间。结果:FFF模式靶区PTV的D98%低于FF模式(P=0.007),D95%、D2%、CI、HI两者比较差异均无统计学意义(P>0.05);FFF模式在患侧肺、全肺、心脏、脊髓以及冠状动脉前降支保护上明显优于FF模式(P0.05);FFF模式的机器总跳数相对于FF模式增加1.30倍,出束总时间缩短至FF模式的87.15%。结论:在两组治疗计划均能满足临床治疗要求的前提下,FFF模式可显著减少患者危及器官以及正常组织的受照剂量,虽然机器总跳数增加,但患者的治疗时间反而下降。因此可知FFF模式优于FF模式的治疗效率。