【摘要】：閃爍探測器已發(fā)展成為一種成熟的核輻射探手段,閃爍計數(shù)技術(shù),是實驗核物理中不可分割的重要組成部分。CsI(Na)或NaI(Tl)晶體的探測器熒光持續(xù)時間長,能量分辨率高,能更加準確的進行輻射測量,核素的確定等工作。隨著閃爍體探測器在各種工作環(huán)境下的使用,它的缺點也逐漸暴露出來,而復(fù)雜的使用環(huán)境也使得探測器的性能受到一定的影響。因此對于閃爍體探測器而言,不同使用條件下探測器的能量分辨率以及探測效率是十分重要的研究對象。同時在閃爍體探測器的使用過程中容易引入噪聲。因而我們根據(jù)閃爍體探測器的優(yōu)缺點以及使用環(huán)境的不同,采用降低探測器噪聲的方法來優(yōu)化我們的探測結(jié)果。同時為了更精確地測量α和γ混合輻射場中的兩個粒子,必須對這些粒子進行甄別。本文利用實驗和蒙特卡羅模擬計算的方法,研究了封裝后的NaI(T1)和CsI(Na)探測器受γ射線(137Cs和60Co)激發(fā)下的能量分辨特性,發(fā)現(xiàn)NaI(Tl)和CsI(Na)探測器的能量分辨率隨著電壓的改變呈現(xiàn)非線性的變化。我們使用封裝了的NaI(TI)和CsI(Na)探測器,并用多通道分析器測量了不同光電倍增管(PMT)電壓下的能量分辨率特性。實驗結(jié)果表明,所測得的能譜的全能峰會隨著加在光電倍增管上的電壓的改變而產(chǎn)生道址上的變化。當(dāng)PMT電壓為625V時,2英寸的NaI(TI)和CsI(Na)探測器以及3英寸的NaI(T1)探測器的最佳能量分辨率分別為7.25%、7.29%和8.48%,而1.5*8英寸的NaI(TI)探測器在600V的電壓下有最好的能量分辨率為7.17%。同時我們使用MCNP軟件來進行探測器的模擬,其模擬結(jié)果與實驗結(jié)果一致。2英寸的NaI(T1)和CsI(Na)探測器模型的模擬能量分辨率分別為7.2%和7.28%,3英寸的NaI(T1)探測器模型的模擬能量分辨率為8.38%,同時1.5*8英寸的NaI(T1)探測器模型的模擬能量分辨率為7.22%。此外,我們計算了探測器的相對全能峰效率,實驗結(jié)果表明,當(dāng)輸入電壓改變時,同一閃爍體探測器在的全能峰效率無明顯的變化,同時體積更大的晶體能帶來更好的探測效率。本文同時也對CsI(Na)閃爍晶體受到α粒子(239Pu)和粒子(137Cs)激發(fā)所發(fā)出的脈沖波形進行了研究,通過Matlab軟件對該脈沖波形進行了去噪處理并且在頻域上將α粒子的脈沖波形去除。同時也通過對脈沖波形下降沿的擬合,發(fā)現(xiàn)能較好的滿足指數(shù)函數(shù)的形式,使用擬合后的指數(shù)函數(shù)計算其與脈沖波形下降沿之間的相似度(使用均方根誤差來表示),根據(jù)結(jié)果劃分了閾值,當(dāng)使用α粒子的擬合曲線時,α粒子的閾值為0.02RMSE0.2,γ粒子的閾值是0.4RMSE0.6;當(dāng)使用γ粒子的擬合曲線時,伽馬粒子的閾值是0.4RMSE0.6,α粒子的閾值為0.7RMSE0.85。
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TL812

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