漂移室性能模擬研究-indico[home]

1、報(bào)告人：田立朝核探測(cè)與核電子學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所2012.12.14,基于3He的二維位置靈敏中子探測(cè)器束流測(cè)試,目錄,中子探測(cè)器介紹實(shí)驗(yàn)室測(cè)試束流測(cè)試小結(jié),背景,總體設(shè)計(jì)指標(biāo)：打靶質(zhì)子束流功率：200 kW脈沖重復(fù)頻率：25 Hz每脈沖質(zhì)子數(shù)：1.56×1013質(zhì)子束動(dòng)能：1.6 GeV最高中子通量：5×10-3 n*p-1*Sr-120條中子束線高通量粉末衍射儀、

2、小角散射儀和多功能反射儀,背景,,200mm ×200mm中子探測(cè)器,多功能反射譜儀,n + 3He ? p + 3H + 764 keV ? ~25,000-30,000 electron-ion pairs,Operation gas: 6atm.3He + 2.5atm.C3H8,,Position resolution: ~80% of proton range,中子探測(cè)器介紹,多絲正比室由陰極平面、陽(yáng)極

3、平面以及兩個(gè)正交的讀出平面組成；陰極平面：由粘貼在入射窗內(nèi)表面的鋁膜和Kapton膜組成；陽(yáng)極平面：由直徑為15 μm的鍍金鎢絲組成，絲間距為2mm，張力為25g，所有陽(yáng)極絲連接在一起，用于能量測(cè)試和系統(tǒng)觸發(fā)；X讀出平面：由直徑為50 μm的鍍金鎢絲組成，金屬絲方向與陽(yáng)極絲平行，絲間距為1mm，張力為40g，四根絲連接在一起形成一路讀出；Y讀出平面：由寬度為1.6mm的金屬條組成，條間距為2mm，方向與陽(yáng)極絲垂直，兩根條連接在一

4、起形成一路讀出。,中子探測(cè)器介紹（續(xù)）,理論位置分辨,中子的位置分辨由探測(cè)器結(jié)構(gòu)及電子學(xué)引起的測(cè)量誤差和由于次級(jí)粒子(1H和3H)的射程引起的電離重心偏差決定探測(cè)器結(jié)構(gòu)及電子學(xué)引起的偏差為 = 220 um (FWHM)由于次級(jí)粒子射程引起的電離重心偏差為 =1.36×0.84=1.08mm (FWHM),,原型機(jī)X射線位置分辨,質(zhì)子在氣體中的射程,電子學(xué)介紹,電子

5、學(xué)讀出系統(tǒng)基于6U-VME64x規(guī)范設(shè)計(jì)。主要組件包括：電荷靈敏前置放大器電荷測(cè)量插件扇出插件VME機(jī)箱及控制器LabVIEW數(shù)據(jù)獲取軟件連接電纜等。,電子學(xué)結(jié)構(gòu)框圖,電子學(xué)刻度,電荷靈敏度,積分非線性,電荷分辨,基線平均值分布,Am-Be中子源測(cè)試,Am-Be中子源強(qiáng)度：5.18×105n/s平均能量：4.5MeV測(cè)試環(huán)境源庫(kù)中的中子源較多，同時(shí)中子與金屬碰產(chǎn)生很多次級(jí)的γ射線；鎘上中子

6、的影響；高能中子反沖質(zhì)子的影響,200mm × 200mm 中子探測(cè)器,Am-Be中子源測(cè)試,位置分辨4.9mm很好的位置線性良好的二維成像能力,200mm × 200mm 中子探測(cè)器,結(jié)果分析——Geant4模擬,200mm × 200mm 中子探測(cè)器,中子源強(qiáng)度太弱（慢化后~1cm-2s-1）；中子源經(jīng)過(guò)慢化體慢化后在探測(cè)器窗前相當(dāng)于面源，斜入射中子太多，同時(shí)有很多鎘上中子；快中子進(jìn)入探測(cè)器，

7、反沖質(zhì)子影響；位置分辨為σ =4.9mm；探測(cè)器具有較好的位置線性度及成像能力；亟待準(zhǔn)直熱中子束！,束流測(cè)試,測(cè)試環(huán)境原子能院CARR堆應(yīng)力譜儀中子束品質(zhì)：中子波長(zhǎng)1.37 Å束流強(qiáng)度估算值：104~105 cm-2s-1束斑尺寸實(shí)際值：5 mm × 40 mm,中子束斑成像,測(cè)試裝置示意圖,測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)照片,狹縫測(cè)試位置分辨,,準(zhǔn)直狹縫,狹縫成像,狹縫測(cè)試位置分辨,X方向位置分辨由陽(yáng)極絲間距決定

8、，實(shí)測(cè)結(jié)果為1.8mm；Y方向位置分辨見(jiàn)下頁(yè)分析。,垂直于陽(yáng)極絲方向,平行于陽(yáng)極絲方向,卷積擬合公式,探測(cè)器對(duì)于極窄狹縫的響應(yīng)位置譜為高斯分布，其中 為探測(cè)器的位置分辨假設(shè)入射中子分布為均勻分布，分布寬度為狹縫寬度那么實(shí)驗(yàn)分布應(yīng)該為以上兩個(gè)分布的卷積,,,,狹縫測(cè)試位置譜卷積擬合結(jié)果,小孔分辨能力,,小孔陣列,小孔成像,小孔分辨能力,小孔成像在Y方向的投影,小結(jié),得到沿陽(yáng)極絲方向位置分辨為1.23mm (FW