GTAF系统的前端电子学设计与性能测试以及靶切换系统的研制

论文摘要

为了精确测量keV能区的中子俘获截面,中国原子能科学研究院经过详细的设计研究,提出要建造一台4π全吸收型BaF2探测器阵列所组成的实验平台（GTAF:GammarayTotal Absorption Facility）,这种探测器对γ射线有探测效率高、能量分辨较好、时间响应快和中子灵敏度低等优点,这些特征联合中子飞行时间技术可以以很高的精度测定待测核的中子辐射俘获核反应截面。4πBaF2探测器是由12个五边和30个六边棱台形氟化钡晶体组成一个厚度为15cm的4π球壳形探测器,内径为10cm。所有的晶体都有反射层并通过光学硅油与光电倍增管耦合连接,组成独立的γ射线探测器单元。每个探测器模块对置于中心的γ射线源几乎具有相同的立体角。本文将详细描述用于此实验装置中的自动控制靶切换装置的的研发情况及为了提高（n,γ）核反应截面效应本底比,而建立的探测器前端电子学和触发判选系统,文中对这套探测系统的前端电子学硬件及相应的探测器进行了一系列相关性能测试和讨论。最终,我们搭建了精度≤1mm的自动控制靶切换系统,并且对前端电子学进行了同步性、噪声、能量加和、多重性的测试实验并对实验数据进行了合理的处理,初步得到了前端电子学的相关参数,总结了测试方法,为GTAF的系统搭建做了很重要的基础性工作。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 中子辐射俘获核反应概述
• 1.2 中子辐射俘获反应截面测量的意义
• 1.3 中子辐射俘获截面测量方法概述
• 第二章 GTAF系统介绍
• 2.1 GTAF的探测器系统的研制必要性与原理基础
• 2.2 GTAF探测器系统的机械结构
• 2.3 本论文在GTAF探测器系统中的工作简介
• 第三章 自动控制靶切换系统
• 3.1 自动控制靶切换系统的物理要求及相应的设计处理
• 3.2 自动控制靶切换系统的设计及调试结论
• 3.3 自动控制靶切换系统的功能进一步改善建议
• 第四章 前端电子学系统
• 4.1 前端电子学的功能
• 4.2 探测器输出信号的基本特征
• 4.3 信号处理的基本方法
• 4.4 前端电子学的设计线路图
• 4.5 前端电子学检测实验及其结果分析
• 4.6 前端电子学性能测试总结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢