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CsI晶体粒子鉴别性能研究

作　者: 刘刚
导　师: 孔祥忠；周祖英
学　校: 兰州大学
专　业: 粒子物理与原子核物理
关键词: CsI(Tl)探测器脉冲形状甄别粒子鉴别过零时间法上升时间幅度变换法电荷比较法
分类号: O572.212
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

在实验核物理和核技术应用工作中,除了需要研究的射线外,还经常伴随着大量的干扰射线。如中子场中就会有大量的伽马本底,因此需要进行n、γ甄别,又如在(n,x)反应中,会产生多种带电粒子,为了研究其中的某一种带电粒子,就需要进行粒子鉴别,以得到正确的结果。本论文采用三种方法对CsI(T1)晶体探测器的粒子分辨能力进行了细致的研究。在许多闪烁体中,带电粒子激发的荧光脉冲中含有持续时间不同的成份。通常可用指数衰减的快、慢成份来表示。快、慢成份的强度比与带电粒子在闪烁体中形成的电离密度有关,也就是与激发粒子的质量和电荷有关。根据CsI晶体这种自身的粒子分辨功能,利用过零时间法、上升时间幅度变换法以及电荷比较法,实现CsI(T1)闪烁探测器(E探测器)对α、γ和p粒子的分辨。在实验中,我们分别运用三种不同电子学方法,调试光电倍增管的高压和电子学线路的各个参数,使信号通过CAMAC获取系统后,在Kmax数据获取软件上得到一个很好的粒子分辨结果和探测阈的下限参数。现在,我们应用这三种方法,很好地实现了对α、γ和p的分辨,其中过零时间法效果最好,粒子分辨好,而且探测阈的下限参数比较低,其次为上升时间幅度变换法和电荷比较法。在今后的实验核物理和核技术应用工作中,只有进行了粒子鉴别,排除其他粒子射线的干扰,才能正常地测量研究。因此CsI(T1)探测器粒子鉴别性能研究是一项十分重要并且十分有意义的研究。

全文目录

中文摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章引言  8-14
  1.1 粒子鉴别技术  8-9
  1.2 脉冲形状甄别方法  9-12
  1.3 课题来源背景  12-14
第二章 CsI闪烁探测器  14-22
  2.1 闪烁探测器  14-20
    2.1.1 闪烁体种类  15-16
    2.1.2 闪烁体的物理性质  16-20
  2.2 CsI探测器  20-22
    2.2.1 CsI(T1)晶体  20
    2.2.2 光电倍增管XP2020  20-22
第三章 CsI探测器粒子鉴别的主要方法原理  22-28
  3.1 过零时间法原理  22-24
  3.2 上升时间幅度变换法原理  24-26
  3.3 电荷比较法原理  26-28
第四章实验所用放射性源和电子学  28-43
  4.1 实验所用的放射性源  28-29
  4.2 实验的电子学  29-31
    4.2.1 过零时间法电子学  29
    4.2.2 上升时间幅度变换法电子学  29
    4.2.3 电荷比较法电子学  29-31
  4.3 实验的数据获取系统  31
  4.4 实验前的准备工作  31-32
  4.5 部分主要电子学及获取系统插件描述及实验波形展示  32-43
    4.5.1 935-CFD恒比甄别器  34-35
    4.5.2 572A主要放大器  35-36
    4.5.3 552PSA/T-SCA脉冲形状分析器  36-37
    4.5.4 567-TAC/SCA时幅转换器  37-38
    4.5.5 CO4020逻辑与或插件  38-39
    4.5.6 7164-ADC模数转换器和7166-QDC电荷数字转换器  39-40
    4.5.7 460A延迟成形放大器  40-43
第五章测量的结果处理和总结  43-53
  5.1 能量分辨率  43-44
  5.2 信号一维谱和二维谱数据处理结果  44-49
    5.2.1 过零时间法数据处理结果  44-45
    5.2.2 上升时间幅度变换法数据处理结果  45-47
    5.2.3 电荷比较法数据处理结果  47-49
  5.3 实验二维谱结果事件反演和总结  49-53
第六章实验应用和下一步展望  53-57
  6.1 实验应用  53-55
  6.2 下一步工作展望  55-57
参考文献  57-59
本人在读硕士阶段所参与的工作  59-60
致谢  60

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