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基于GEANT4的CsI(T1)闪烁体探测器的Monte Carlo模拟

岳珂 , 徐瑚珊 , 梁晋洁 , 孙志宇 , 王建松 , 苏光辉 , 胡正国 , 陈若富 , 肖志刚 , 郑川 , 张雪荧 , 涂小林 , 陈金达 , 章学恒 , 陈俊岭

原子核物理评论

对闪烁光在晶体内的传输以及光电子倍增过程进行了建模,基于GEANT4软件包对CsI(T1)闪烁体探测器进行了蒙特卡罗模拟,得到了不同形状、尺寸和包装的CsI(T1)晶体测量γ射线的能谱.对比模拟和测试结果,两者得到了很好的符合,从而验证了模拟参数的合理性和可靠性.该模拟程序的建立为闪烁体探测器的设计提供了更精确的开发工具.

关键词: GEANT4 , 闪烁体探测器 , 蒙特卡罗模拟 , 光电倍增管

Si-Csl(TI)望远镜探测系统用于大动态范围空间重离子鉴别与测量的研究

方芳 , 岳珂 , 孙志宇 , 千奕 , 余玉洪 , 闫铎 , 王世陶 , 章学恒 , 唐述文 , 陈俊岭 , 周勇 , 孙宇 , 王兆民 , 孙亚洲

原子核物理评论 doi:10.11804/NuclPhysRev.34.02.184

太阳极轨射电望远镜(SPORT)是一颗从事太阳活动研究的卫星.重离子探测仪是其中的高能粒子探测仪的关键组成部分.鉴于重离子探测仪对多种类离子(26 Z 626)的鉴别和大范围能段(8~300 MeV/u)的测量需求,中国科学院近代物理研究所设计并研制了一套Si-CsI(Tl)望远镜探测系统样机,这套望远镜系统由1个Si探测器、1个入射面为正六边形的CsI(Tl)晶体及其专用电子学系统构成.利用兰州重离子加速器冷却储存环系统(HIRFL-CSR)提供的高品质束流对这套望远镜探测系统样机进行了在束测试,完成了种类为26 Z 618的重离子直接测量与鉴别,利用直接测量的重离子,进行外推得到,最高测量要求的300 MeV/u Fe离子也在设计要求的范围内.实验结果显示这套望远镜探测器样机满足空间中对大范围能段重离子探测的设计需求,该套方案为SPORT计划中的重离子探测仪的设计及建造奠定了很好的技术基础.

关键词: 大动态范围 , ?E-E望远镜 , 重离子鉴别 , CsI(Tl)晶体刻度

HIRFL-CSR ETF多层CsI(Tl)望远镜探测器能量刻度方法

闫铎 , 岳珂 , 孙志宇 , 王世陶 , 余玉洪 , 章学恒 , 唐述文 , 方芳 , 陈俊岭 , 周勇 , 孙宇 , 王兆民 , 孙亚洲

原子核物理评论 doi:10.11804/NuclPhysRev.33.04.455

在兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)的外靶终端(ETF),设计建造了一套多层CsI(Tl)望远镜探测器,用于对轻质量带电粒子的鉴别.这套探测器由7层CsI(Tl)晶体组成,每一层晶体光输出信号由4个光电倍增管分别在晶体4角读出.由于CsI(Tl)晶体对于重离子的响应是非线性的,且与入射离子的种类有关,这些因素使得对这台探测器的能量刻度需要做专门的研究.利用RIBLL2提供的能量在200~300MeV/u的次级束流对探测器进行了测试,并针对第一片CsI(Tl)晶体的光输出以及所有CsI(Tl)晶体光输出的和的刻度方法分别进行了探索.在此能区下,第一片CsI(Tl)晶体猝灭现象可以近似忽略,即光输出与能量沉积近似呈线性.对于所有晶体光输出的和,利用一个经验公式对其进行刻度,利用这种刻度方法计算得到的光输出的值与实验测量值之间的差别小于5%.

关键词: 多层探测器 , CsI(Tl)晶体 , 光输出 , 重离子 , 能量刻度

DAMPE-PSD探测单元模块大动态范围读出方案的实验验证

周勇 , 余玉洪 , 孙志宇 , 张永杰 , 方芳 , 陈俊岭 , 胡碧涛

原子核物理评论 doi:10.11804/NuclPhysRev.33.04.461

暗物质粒子探测卫星(Dark Matter Particle Explorer,DAMPE)的塑闪阵列探测器(Plastic Scintillator Detector,PSD)需要实现高能e/γ粒子的鉴别功能以及对Z=1~20的宇宙线重离子的电荷测量功能.它使用光电倍增管作为读出器件,并从打拿极5和打拿极8同时引出信号来增大读出动态范围.基于该设计方案的探测单元模块在兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)上的外靶终端(ETF)进行了束流测试实验.实验得到了PSD单元条在中能轻核区(Z≤8)的能量响应,并证明了单元条的衰减长度与入射粒子种类无关.通过将实验结果外推至高能重核区,同时结合衰减长度、入射角度和能量涨落等因素,可以估算出PSD探测单元模块输出信号幅度的动态范围.结果显示,该范围在PSD前端电子学模块的线性工作区间内,从而验证了PSD大动态范围读出方案设计的合理性.

关键词: 塑料闪烁体 , 大动态范围 , 猝灭效应

太阳能海水淡化系统经济性分析与研究

陈子乾 , 王铁柱 , 何小荣 , 陈俊岭 , 郑宏飞

工程热物理学报

利用单因素分析方法,计算三效塔式太阳能海水淡化系统各个参数对太阳能海水淡化系统淡水生产成本的单因素影响值,分别给出太阳能集热系统成本、储热水箱成本、海水淡化装置成本、装置运行年消耗动力费用、设备使用年限和淡水年生产总量等参数对淡水生产成本影响的程度,明确降低淡水生产成本的方向,有助于太阳能海水淡化装置的深入研究。

关键词: 太阳能海水淡化 , 单因素分析 , 单因素影响值 , 三效塔式

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