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基于GEANT4的CsI(T1)闪烁体探测器的Monte Carlo模拟

岳珂 , 徐瑚珊 , 梁晋洁 , 孙志宇 , 王建松 , 苏光辉 , 胡正国 , 陈若富 , 肖志刚 , 郑川 , 张雪荧 , 涂小林 , 陈金达 , 章学恒 , 陈俊岭

原子核物理评论

对闪烁光在晶体内的传输以及光电子倍增过程进行了建模,基于GEANT4软件包对CsI(T1)闪烁体探测器进行了蒙特卡罗模拟,得到了不同形状、尺寸和包装的CsI(T1)晶体测量γ射线的能谱.对比模拟和测试结果,两者得到了很好的符合,从而验证了模拟参数的合理性和可靠性.该模拟程序的建立为闪烁体探测器的设计提供了更精确的开发工具.

关键词: GEANT4 , 闪烁体探测器 , 蒙特卡罗模拟 , 光电倍增管

Si-Csl(TI)望远镜探测系统用于大动态范围空间重离子鉴别与测量的研究

方芳 , 岳珂 , 孙志宇 , 千奕 , 余玉洪 , 闫铎 , 王世陶 , 章学恒 , 唐述文 , 陈俊岭 , 周勇 , 孙宇 , 王兆民 , 孙亚洲

原子核物理评论 doi:10.11804/NuclPhysRev.34.02.184

太阳极轨射电望远镜(SPORT)是一颗从事太阳活动研究的卫星.重离子探测仪是其中的高能粒子探测仪的关键组成部分.鉴于重离子探测仪对多种类离子(26 Z 626)的鉴别和大范围能段(8~300 MeV/u)的测量需求,中国科学院近代物理研究所设计并研制了一套Si-CsI(Tl)望远镜探测系统样机,这套望远镜系统由1个Si探测器、1个入射面为正六边形的CsI(Tl)晶体及其专用电子学系统构成.利用兰州重离子加速器冷却储存环系统(HIRFL-CSR)提供的高品质束流对这套望远镜探测系统样机进行了在束测试,完成了种类为26 Z 618的重离子直接测量与鉴别,利用直接测量的重离子,进行外推得到,最高测量要求的300 MeV/u Fe离子也在设计要求的范围内.实验结果显示这套望远镜探测器样机满足空间中对大范围能段重离子探测的设计需求,该套方案为SPORT计划中的重离子探测仪的设计及建造奠定了很好的技术基础.

关键词: 大动态范围 , ?E-E望远镜 , 重离子鉴别 , CsI(Tl)晶体刻度

HIRFL-CSR ETF多层CsI(Tl)望远镜探测器能量刻度方法

闫铎 , 岳珂 , 孙志宇 , 王世陶 , 余玉洪 , 章学恒 , 唐述文 , 方芳 , 陈俊岭 , 周勇 , 孙宇 , 王兆民 , 孙亚洲

原子核物理评论 doi:10.11804/NuclPhysRev.33.04.455

在兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)的外靶终端(ETF),设计建造了一套多层CsI(Tl)望远镜探测器,用于对轻质量带电粒子的鉴别.这套探测器由7层CsI(Tl)晶体组成,每一层晶体光输出信号由4个光电倍增管分别在晶体4角读出.由于CsI(Tl)晶体对于重离子的响应是非线性的,且与入射离子的种类有关,这些因素使得对这台探测器的能量刻度需要做专门的研究.利用RIBLL2提供的能量在200~300MeV/u的次级束流对探测器进行了测试,并针对第一片CsI(Tl)晶体的光输出以及所有CsI(Tl)晶体光输出的和的刻度方法分别进行了探索.在此能区下,第一片CsI(Tl)晶体猝灭现象可以近似忽略,即光输出与能量沉积近似呈线性.对于所有晶体光输出的和,利用一个经验公式对其进行刻度,利用这种刻度方法计算得到的光输出的值与实验测量值之间的差别小于5%.

关键词: 多层探测器 , CsI(Tl)晶体 , 光输出 , 重离子 , 能量刻度

用于辐射复合与双电子复合实验的低能离子闪烁探测器

孟令杰 , 马新文 , 刘惠萍 , 岳珂 , 张鹏举

原子核物理评论

为了在CSRm的电子冷却器上进行辐射复合以及双电子复合实验,需要探测能量小于4MeV/u的离子,因此设计了新的置于超高真空环境的CsI(T1)闪烁探测器,探测器采用的光电倍增管为R7525(Hamamatsu).介绍了新闪烁探测器的结构,并对其进行了性能测试.测试结果表明,该探测器对高、低能离子均有良好的响应,探测器的信号十分明显.探测器的最高计数率可以达到106 ions/s,并且探测器附近的真空度可达10-10 Pa量级,能够满足辐射复合与双电子复合实验以及储存环对真空的要求,为今后在CSRm上进行复合实验打下了良好的基础.

关键词: 辐射复合 , 双电子复合 , CsI(T1)闪烁探测器 , 低能离子 , CSRm

PbWO_4晶体的光输出与能量分辨研究

苏光辉 , 孙志宇 , 岳珂

原子核物理评论

研究了多种包装材料和包装工艺对钨酸铅(PbWO_4)晶体光输出和能量分辨的影响,测量结果与基于GEANT4的模拟结果符合很好,并由此确定了晶体的最佳包装方法.

关键词: PbWO_4晶体 , 光输出 , 能量分辨 , GEANT4

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