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塑料闪烁体探测器时间分辨一、实验原理(一)塑料闪烁体工作原理及特征塑料闪烁体是一种有机闪烁体计数器，其工作原理可分为以下五个过程：1.射线进入闪烁体，发生相互作用，闪烁体电离，激发；2.受激原子、分子退激发射荧光光子；3.光子收集到光电倍增管的光阴极上，打出光子；4.光子在光电倍增管上倍增，产生电子流，在阳极负载上产生电信号；5.电子仪器记录和分析电信号塑料闪烁体是一种用途广泛的有机闪烁体，他可以测量α、β、γ、快中子、质子、宇宙射线及裂变碎片等。
它有以下几个特点：1.制作简便；2.发光衰减时间短（1~3ns）；3.透明度高，光传输性能好；4.性能稳定，机械强度高，耐振动，耐冲击，耐潮湿，不需要封装；5.耐辐射性能好其主要不足是能量分辨本领较差，因此一般只做强度测量。
(二)TAC工作原理时幅转换器有两路输入型号，一路作为起始信号，一路作为结束信号，将两信号之间的时间间隔转换为电压幅度有两种类型的TAC：起停型时幅变换和重叠型时幅变换起停型时幅变换：线性好，时间间隔范围宽（微妙到纳秒），时间分辨好（ps），通用性强脉冲重叠型时幅变换：变换速度快，死时间小，线性和精度较差，用于短时间间隔测量，即高计数率时间分析实验中。
(三)时间分辨对于能量和质量确定的粒子，飞行一定距离所需要的时间是单一的。
实际上用飞行时间方法测得的这时间是围绕某一平均值的一个分部，分布的宽度通常用半高宽FWHM表示，成为时间测量系统的时间分辨，它直接影响到时间测量的精度。
二、实验过程及数据(一)塑闪响应曲线的测量由于在不同的电压下塑料闪烁体的性能不同，因此先测量探测器在不同电压下对辐射信号的响应变化。
将放射源放在两个塑闪的中间，测量1000V~1800V电压范围内，10秒时间内1300 2691263 1300 26833051350 2788982 1350 27691331400 2846893 1400 28178881450 2884069 1450 28534401500 2908081 1500 28815291550 2933904 1550 29119501600 2967766 1600 29658531650 3008084 1650 30796061700 3066308 1700 32039841750 3138740 1750 33243361800 3275519 1800 3372228以电压为横坐标，计数为纵坐标作图：由图可知，两个探测器在1400V~1600V电压区间内变化较小，因此选取1500V 为工作电压。
第29卷 第3期核电子学与探测技术Vol.29 No.3 2009年 5月Nuclear Elect ronics &Detection TechnologyMay. 2009 α、β复合闪烁体厚度与探测效率的关系刘明健1,姜荣涛2,张 燕1,段再煜1,谷铁男1(1海军核化安全研究所,北京 100077;21海军工程大学,湖北武汉 430033)摘要:通过对不同质量厚度的ZnS (Ag )涂层和不同厚度的塑料闪烁体相结合的复合闪烁体探测效率的实验研究,找出了其最佳结合比,使复合闪烁体对α、β粒子的探测效率达到最优化。
关键词:ZnS (Ag );塑料闪烁体;复合闪烁体中图分类号: TL812 文献标识码: A 文章编号: 025820934(2009)0320630203收稿日期:2009203206作者简介:刘明健(1965-)男,硕士研究生,高级工程师,从事核探测技术研究。
α、β复合闪烁体是在用于β探测的塑料闪烁体表面喷涂一定质量厚度的ZnS (Ag )涂层,使该闪烁体结合后继电子学线路能够同时探测α、β粒子。
但复合闪烁体中ZnS (Ag )涂层的质量厚度和塑料闪烁体的厚度,不仅决定了其对α、β粒子的探测效率,而且彼此之间也有影响。
本文通过对不同质量厚度的ZnS (Ag )涂层和不同厚度的塑料闪烁体相结合的复合闪烁体探测效率的实验研究,找出了其最佳结合比,使复合闪烁体对α、β粒子的探测效率达到最优化。
1 Z nS(Ag)质量厚度与α探测效率关系ZnS (Ag )是以Ag 作激活剂的ZnS 多晶粉末,是常用的α粒子探测物质。
其发光效率高,对α粒子的探测效率接近100%,对其它粒子不灵敏;发光衰减时间较长(约10μs ),计数率不能很高[1]。
ZnS (Ag )喷涂层的质量厚度不仅决定了对α粒子的探测效率,同时也会影响探测器对低能β粒子的探测效率,并且会影响仪器对α、β粒子信号的分辨。
通过制作ZnS (Ag )喷涂层质量厚度不同的α闪烁体[2],得到了ZnS (Ag )涂层质量厚度与其α本底计数率及对α探测效率的关系曲线(如图1)。
塑料闪烁体电荷积分
塑料闪烁体通常用于粒子探测和测量，其中电荷积分是一种用于记录或测量粒子入射事件的方法。
以下是关于塑料闪烁体电荷积分的基本原理：
1.闪烁效应：塑料闪烁体是一种闪烁探测器，其工作原理基于闪
烁效应。
当高能粒子（如γ射线或带电粒子）与塑料闪烁体相互作用时，它们会激发闪烁体中的原子或分子，导致其处于激发态。
随后，这些激发态的原子或分子会通过辐射的方式释放出能量，产生可见光的闪烁。
2.光传输：释放的可见光会在塑料闪烁体内传播，通常由光导纤
维或其他光学组件传送到光电倍增管或光电二极管等光电探测器。
3.电子信号产生：光电探测器将光信号转换为电子信号，这些信
号可以被记录和测量。
4.电荷积分：电荷积分是一种记录入射粒子事件的方法，通过测
量光电探测器中产生的电荷量来评估入射粒子的能量或强度。
电荷积分通常涉及将光电探测器的电荷输出信号传送到电子学系统，该系统可以对信号进行放大、积分和数字化处理。
积分过程可用于确定入射粒子的能量沉积或事件计数。
5.数据分析：电荷积分产生的数据可用于分析入射粒子的性质，
例如它们的能谱、强度、角分布等。
这些数据对于核物理、粒子物理、辐射测量和医学成像等领域非常有用。
塑料闪烁体和电荷积分是广泛用于粒子探测和辐射测量的技术，可用于测量不同类型的粒子，如γ射线、中子和带电粒子。
通过精确测量电荷积分，可以获得有关入射粒子事件的重要信息，有助于研究和应用领域的进一步研究和测量。
第40卷第2期核电子学与探测技术V〇1.40No.2 2020 年 3 月Nuclear Electronics 8^ Detection Technology Mar.2020大面积塑料闪烁Y放射性探测系统设计杜俊涛\花锋S刘进辉S李亮2%唐联华1(1.西安中核核仪器有限公司，西安710041;2•生态环境部核与辐射安全中心，北京102400)摘要：针对行人全身体表污染监测仪需求，设计了基于塑料闪烁探测器的大面积探测系统。
该系统具有显示、语音提示、数据收发等功能。
探测器系统由探头和数据采集模块组成，控制计算机平台与数据采集模块之间通过485总线完成测量数据采集。
经过测试，该探测系统的辐射性能指标满足设计要求，可应用于全身污染检测仪。
关键词：塑料闪烁7放射性探测系统；数据采集;全身污染检测中图分类号：TP812 文献标志码：文章编号：0258 — 0934(2020)2 —0260 — 05大面积辐射探测系统主要应用于全身污染 监测仪上，其功能是对体表7放射性进行检测。
该系统广泛应用于核电站、后处理等放射性场所。
射线进人闪烁体后转换为可见光，进人光 电倍增管经过倍增后形成电流脉冲，在数据采 集模块端电容对电荷进行积分，电荷数与射线 在塑闪产生的可见光数量成正比，后接一个输 人电阻无穷大的射随器，将电荷脉冲转化为电压脉冲，后面接甄别器，可接人单片机电子电位 器进行阈值调节，最后进行计数，由此判断体表 的放射性污染水平。
1 总体设计大面积辐射探测器系统总体结构示意图如 *收稿日期：2019—10一12基金项目：西安中核核仪器有限公司科研项目资助。
作者简介：杜俊涛（1993—），男，陕西西安人，工学硕士，工程师，主要从事核辐射监测仪器仪表的研发工作。
*通讯作者：李亮（1981—），男，高级工程师，主要从事核安全设备监管及审评工作，E-m ail: liliangfj @126. com。
图i所示。
该系统主要由控制计算机平台与探 测器系统组成，控制计算机平台可外接各种标准p c设备，完成显示、语音提示、数据收发等功能。
结合光学模拟的塑料闪烁体探测器能量刻度
王超;田华阳;何高魁;赵江滨;刘洋
【期刊名称】《原子能科学技术》
【年(卷),期】2024(58)4
【摘要】由于高能γ射线全能峰的缺失,导致塑料闪烁体探测器难以进行能量刻度,为此本文提出了一种结合光学模拟的塑料闪烁体探测器能量刻度方法。
使用GEANT4建立了塑料闪烁体探测器的光学模型,模拟了闪烁荧光在闪烁体内的传输、收集以及在光电倍增管上的光电转换和光电子倍增的过程,实现了对实验测量能谱
的精确模拟。
通过计算低能γ射线全能峰的位置刻度了模拟能谱,由此得到了实验
测量能谱的康普顿峰位置。
使用^(137)Cs和^(60)Co的康普顿峰完成了对塑料闪烁体探测器的能量刻度,二者的模拟能谱与实验能谱的康普顿峰能量分辨率的相对
误差均小于1%,验证了蒙特卡罗模拟能谱与实验测量能谱的一致性,也证明了能量
刻度结果是可靠的。
【总页数】8页(P937-944)
【作者】王超;田华阳;何高魁;赵江滨;刘洋
【作者单位】中国原子能科学研究院核技术综合研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TL812
【相关文献】
1.NaI：TI与LaBr3：Ce3+闪烁体探测器能量分辨的GEANT4模拟
2.Geant4模拟计算新型载6Li塑料闪烁体的中子能量响应
3.一台塑料闪烁体β望远镜的能量刻度
4.塑料闪烁体探测器衰减长度特性的蒙特卡罗模拟研究
5.MC模拟闪烁体阵列探测器能量沉积分布研究
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塑料双闪烁体法测量α和β：JJYQ-400X
JJYQ-400X低本底α、β测量仪是当前国内新一代采用塑料双闪烁体法测量α和β的放射性的反符合低本底α/β测量系统；可同时测量样品中的总α、总β活度；具有效率高、本底低、串道比低、长期稳定性好、无需耗材、经久耐用、操作方便等特点。
可用于辐射防护、环境监测、饮用水、医药卫生、农业科学、核电站、反应堆、同位素生产、地质勘探、高等院校、进出口商品检验检疫、科学研究等领域中α/β的总活度的测量。
主要技术参数：
产品执行标准GB/T11682-2008、检定规程JJG853-1993
产品应用标准GB 5749-2006、GB/T5750.13-2006、GB 8537-2008、GB19298-2003等单位面积平均本底计数率/（计数·cm-2·min-1）
α≤0.003 β≤0.1
效率比
α≥85% β≥58%
效率稳定性
α＜3% β＜8%
串道比
α射线对β道≤2.5%
β射线对α道≤0.3%
仪器灵敏度
α5×10-4Bq
β1×10-3 Bq
本底稳定性：在24h,本底计数率变化应在（平均计数率±3σ）的范围内，其中σ为本底计数的标准误差。
注：本参数测量所用α参考源为239Pu，参考源活性区为Φ25mm，表面粒子发射率约为102粒子数/（min·2π）；β参考源为90Sr-90Y，参考源活性区为Φ20mm，表面粒子发射率约为102粒子数/（min·2π）。
高压调节范围0～1000V，稳定度优于0.5%；
绝缘电阻≥2MΩ；耐压绝缘度＞1500V；
环境温度5-40℃；相对湿度＜90%；
电源：交流220V±10%，50Hz，功耗≤20W；
产品特点：
◆模块化设计，标准插道式控制器，方便科研单位组合成不同功能系统；
◆可以同时测量α、β，也可单独测α或β（独有技术：四通道分步送样）；
◆仪器主探测器采用HND-DS2型低本底α、β闪烁体，不怕污染、表面可擦洗，经久耐用；
◆仪器反符合探测器采用HND-DS401型闪烁体，达到反符合降低本底的效果。
反符合效率＞99% ；
◆测量时间、每个探测器的α阈（α）、β低阈（βL）、β高阈（βH）和反符合阈都可通过计算机调节。
阈值调节精度高（最小分度值为0.01V）；
◆程控程度高：仪器采用Rs-232串口或USB接口联接计算机，自动控制测量过程，可打印结果及原始数据；
◆控制软件用户界面友好，自动化程度高，主要技术指标及设备运行状态用户可通过控制软件自行测量和检验；
◆有不同规格的探测器及样品盘供用户选用，以适应不同的测试需求。
