博士论文-基于MWPC的二维位置灵敏中子探测器研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 田立朝
|
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2013 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 陈元柏 |
| 关键词 | He-3气体 中子探测器 多丝正比室 位置灵敏 散裂中子源 |
| 学位专业 | 粒子物理与原子核物理 |
| 中文摘要 | 中子因其独特的性质可以作为一种研究物质结构的理想探针。随着对物质结构认知的逐渐深入，高通量中子源的建造也异常迫切，随之对中子探测器的要求也不断提高。中国散裂中子源已开工建设，一期规划建造三台谱仪。其中，多功能反射谱仪探测器设计采用基于He-3气体的有效面积为 200 mm × 200 mm 多丝正比室中子探测器。同类型有效面积为 650 mm × 650 mm 中子探测器也是小角散射谱仪的备选方案之一。目前，国内该类探测器均购自国外，价格昂贵且维修不便。本论文介绍了此类探测器设计中的难点，并对 200 mm × 200 mm 探测器进行了系统调试及全面测试，满足中国散裂中子源的需求。同时，研制了一台 650 mm × 650 mm 中子探测器样机，经测试性能良好。 首先，阐述了多丝正比室中子探测器研制中的难点，包括探测器结构设计，工作气体的选择，金属丝的选择，张力的控制以及读出方法等。搭建了一套中子测试系统，对 200 mm × 200 mm 中子探测器进行了详细的性能测试。结果表明，探测器具有很好的 n/γ 分辨能力，最佳位置分辨为 1.18 mm (FWHM)，且具有很好的位置线性以及二维成像能力，满足多功能反射谱仪的要求，为研制 650 mm × 650 mm 中子探测器的研制奠定了基础。 650 mm × 650 mm 中子探测器的主要结构是一个多丝正比室以及高气压容器。首先制作了一个 1:1 的流气式探测器模型，优化了探测器结构参数，解决了大面积多丝正比室制作中的困难。利用Fe-55 X 射线对该模型性能进行了测试，其能量分辨为 17.1%，位置分辨好于 416 μm（FWHM），具有很好的二维成像能力。鉴于中子探测器的面积较大且工作气体压强较高，为了尽量减少入射窗对中子的散射高气压容器的设计采用了过渡窗结构以减少入射窗的有效厚度。实验说明，该多丝正比室模型设计合理，性能达标，预期放置在高气压容器内并充以He-3 等工作气体，即可达到中子探测器的设计指标。 通过本论文的研究工作，解决了基于He-3气体多丝正比室中子探测器研制过程中的关键问题，在中子探测及束线测试方面积累了经验，这将会在今后的中子探测发展中起到重要的作用。 关键词：He-3 气体，中子探测器，多丝正比室，位置灵敏，散裂中子源 |
| 学科主题 | 粒子物理与原子核物理 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2016-02-25 |
| 源URL | [http://ir.ihep.ac.cn/handle/311005/209380]  |
| 专题 | 实验物理中心_学位论文和出站报告 |
| 作者单位 | 中国科学院高能物理研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 田立朝. 博士论文-基于MWPC的二维位置灵敏中子探测器研究[D]. 北京. 中国科学院大学. 2013. |
入库方式： OAI收割
来源：高能物理研究所
浏览0
下载0
收藏0
其他版本
除非特别说明，本系统中所有内容都受版权保护，并保留所有权利。