一种用于聚变中子发生器伴随粒子成像的高计数率α粒子探测方法技术

本发明专利技术涉及一种用于聚变中子发生器伴随粒子成像的高计数率α粒子探测方法能够有效提高聚变中子源伴随粒子成像系统的测量计数率和定时精度。该方法包括：通过设置半导体探测器的阻挡层、探测灵敏区厚度及减薄电极与衬底厚度和等措施，减小氘氚中子源内的干扰粒子在探测器灵敏区内的能量沉积，提高伴随α粒子在探测器灵敏区内沉积能量的比例，使得探测器输出电流脉冲信号幅度与粒子沉积能量成正比；采用电流灵敏放大器对探测器输出的脉冲信号进行放大和降噪，输出与探测器电流信号成正比的窄宽度电压信号；采用前沿定时甄别器对放大电压信号的脉冲前沿进行定时，设置合理的触发阈值剔除干扰粒子信号，仅获得伴随α粒子定时信号。信号。信号。

【技术实现步骤摘要】
一种用于聚变中子发生器伴随粒子成像的高计数率
α
粒子探测方法


[0001]本专利技术涉及一种用于聚变中子发生器伴随粒子成像的高计数率α粒子探测方法，属于辐射探测与核分析领域，能够有效提高聚变中子源伴随粒子成像系统的测量计数率和定时精度，提高伴随粒子成像系统的工作效率和测量精度。

技术介绍

[0002]伴随粒子成像API(Associated Particle Imaging)是一种利用中子射线的新型无损成像检测技术，具有穿透能力强、检测灵敏度高、三维空间识别和多元素识别等特点，在爆炸物检测、工业成分检测、生物医学等领域具有广阔的应用前景。API技术利用氘氚聚变反应产生的准单能的α粒子和中子在时间和运动方向上相互关联的特性，通过探测伴随α粒子的发出时间和方向对中子的飞行时间和方向进行标记，被标记中子与样品内核素反应可产生瞬发γ射线。将样品出射的瞬发γ的时间信息与伴随α粒子的时间信息相关联，同时分析γ能谱特征峰的能量和强度即可确定γ出射区域的核素的种类和含量。相较于传统的基于中子技术的物质分析方法，API技术由于采用时间符合测量技本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于聚变中子发生器伴随粒子成像的高计数率α粒子探测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤1)：采用具有粒子选择特性的半导体探测器输出电流脉冲信号；所述半导体探测器包括阻挡层、绝缘层、前端电极、探测灵敏区、衬底和后端电极；通过设置所述阻挡层厚度、优化探测灵敏区厚度及减薄所述前端电极、后端电极与衬底厚度之和的措施，减小氘氚中子源内的干扰粒子在所述探测灵敏区内的能量沉积，提高伴随α粒子在探测灵敏区内沉积能量的比例，使得半导体探测器输出的电流脉冲信号幅度与粒子沉积能量成正比；步骤2)：采用电流灵敏放大器对所述半导体探测器输出的电流脉冲信号进行放大和降噪，并输出与该电流脉冲信号成正比的窄宽度电压信号，减小信号的堆积失真，使得放大后的信号幅度与粒子在所述探测灵敏区内的沉积能量成正比；步骤3)：采用前沿定时甄别器对所述电压信号的脉冲前沿进行定时，通过设置合理的触发阈值剔除干扰粒子信号，仅获得伴随α粒子定时信号。2.根据权利要求1所述的一种用于聚变中子发生器伴随粒子成像的高计数率α粒子探测方法，其特征在于，所述步骤1)包括：根据导电材料密度，采用合适厚度的导电材料作为阻挡层，阻止低能的干扰粒子入射到所述前端电极和探测灵敏区内；根据绝缘材料的密度和绝缘性能，采用合适厚度的绝缘材料作为绝缘层，隔离阻挡层与所述前端电极；在完成前端电极制备工艺之后，减小该前端电极厚度，在不影响半导体探测器电学性能的情况下降低对入射的伴随α粒子的能量损失；将探测灵敏区厚度设定为略大于α粒子在探测灵敏区中的射程，以刚好能完全阻止伴随α粒子，降低高能干扰粒子的能量沉积；在完成探测灵敏区和前端电极的制备之后，在不影响半导体探测器的性能的情况下对半导体探测器的所述衬底进行减薄，降低高能干扰粒子在后端电极的能量损失，减小对信号输出的影响。3.根据权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈思泽，张锐，肖丹，陈炼，李桃生，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：