《用於快中子照相的微通道板二維像探測器研究》是依託蘭州大學，由姚澤恩擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：用於快中子照相的微通道板二維像探測器研究
- 依託單位：蘭州大學
- 項目負責人：姚澤恩
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
研製一套用於快中子照相的微通道板二維像探測器系統。該系統由一個聚乙烯轉換器、一個對微通道板、電阻膜陽極、讀出電子學、多路數據獲取及計算機處理系統等組成。由聚乙烯轉換器將快中子轉換成反衝質子，反衝質子進入微通道板微孔與微通道板作用產生二次電子，另外，快中子與微通道板中的Si發生28-Si(n,p)28-Al和 28-Si（n，a）25-Mg核反應，產生a粒子和質子，a粒子和質子在微通道板微孔內表面也會產生二次電子。在電場的作用下二次電子在微通道板中倍增，將獲得〉10E7的增益。倍增後的電子束轟擊在微通道板後的陽極膜電極上，由與陽極膜連線的電子學系統讀出，並經多路數據獲取及計算機數據處理給出圖像。擬研製的探測器的有效面積直徑約160mm，二維位置分辨不大於300um，聚乙烯和微通道板中的Si對14MeV快中子的總轉換效率約為1%。此探測器系統具有位置分辨高、抗中子輻照、伽瑪射線相應小等優點。
結題摘要
針對DT快中子，開展了PE轉換器轉換效率的模擬研究，結果顯示，PE轉換器的最佳厚度可取為2mm，轉換效率可達0.37%。開展了DT快中子束下PE上中子/質子轉換點擴散函式隨PE和MCP之間間距的變化的模擬研究，結果顯示，PE和MCP之間間距應儘可能小。採用Geant4程式，開展了DT快中子束下PE+MCP系統快中子/質子轉換及MCP微孔電子倍增電子束斑的模擬研究，結果顯示，MCP微孔電子倍增後電子束斑的尺寸與MCP微孔尺寸相當。模擬研究了螢光屏上MCP電子倍增產生的電子束斑半高寬（FWHM）隨螢光屏與MCP之間所加電場的變化規律的模擬研究，結果顯示，為保證空間分辨，螢光屏與MCP之間應該加約2kV/mm的電場。通過模擬研究，完成了用於快中子照相的微通道板二維像探測器的設計。根據設計方案，完成了用於快中子照相的微通道板二維像探測器的研製及總體安裝與調試。開展了MCP+螢光屏+反光鏡+CCD相機系統的光學測試，確定了系統成像圖像尺寸與實際尺寸的比例約為0.0876mm/pix；開展了小圓孔、狹縫樣品條件下MCP+螢光屏+反光鏡+CCD相機系統的光學測試，結果顯示，系統能夠清晰地顯示0.5mm圓孔和0.1mm狹縫的圖像，系統的本徵空間分辨可達到約100um，樣品邊緣空間分辨不大於200um；開展了準直α粒子束成像測試，得到了2mm準直α粒子束的清晰圖像，說明系統對帶電粒子有良好的回響。採用聚四氟乙烯樣品，開展了像探測器的DD快中子成像的初步測試，得到了快中子照相圖像。完成了研究任務。下一步將繼續開展DT快中子成像的實驗測試，並進一步最佳化像探測器。
