【正文】 是指脈沖輻射信號具有自身的時間分布規(guī)律，即發(fā)生、發(fā)展和終止規(guī)律。在設(shè)計脈沖輻射場測量系統(tǒng)時，必須考慮并遵循判斷記錄信號真?zhèn)涡缘膬蓷l原則，即信號的物理因果關(guān)系原則和信號時間行為原則。于是，在實踐中，人們便采用重復(fù)式的測量系統(tǒng)一冗余系統(tǒng)，以減小失效概率。 測量系統(tǒng)可靠性的要求脈沖輻射場測量系統(tǒng)的可靠性是指它對非周期性的不確定性脈沖輻射信號進行測量時，在規(guī)定的范圍內(nèi)，最終給出反映脈沖輻射場特征的測量結(jié)果的有效概率。但若測量系統(tǒng)的時間響應(yīng)性能太差，時間響應(yīng)脈沖半高寬大于、甚至遠大于測量的輻射脈沖半高寬時，測量系統(tǒng)輸出的脈沖時間特性基本上就是測量系統(tǒng)的時間響應(yīng)特性，即使采用逆卷積復(fù)原方法也難以給出反映輸入脈沖輻射時間特征。至于測量系統(tǒng)允許偏離線性的程度，則根據(jù)對測量結(jié)果精確度的要求決定。 測量系統(tǒng)線性的要求這里所指的測量系統(tǒng)的線性僅是某一子系統(tǒng)的線性。對測量系統(tǒng)靈敏度的要求是:在欲測的脈沖輻射場粒子通量密度及其變化范圍內(nèi)，測量系統(tǒng)能線性地給出可供分析、處理、復(fù)原的脈沖輻射特性測量結(jié)果。例如，對脈沖中子能譜測量時，探測位置應(yīng)在遠場處。因此，測量系統(tǒng)必須有相當(dāng)?shù)牧Ｗ宇愋偷倪x擇和分辨能力。比如，只需了解脈沖輻射粒子總數(shù)和總能量、脈沖輻射場某點處輻射粒子通量密度或能通量密度隨時間的變化規(guī)律、脈沖輻射峰值的大小及其出現(xiàn)時刻等某些特征量時，就可簡化測量系統(tǒng)，降低對測量系統(tǒng)的要求。輻射能譜（粒子或量子的能量分布） [粒子/Mev] (36)同時為單位能量間隔內(nèi)的輻射粒子數(shù)。秒)] (33)d是在dt時間間隔內(nèi)射入橫截面ds的單元小球體體內(nèi)的粒子或量子數(shù)目。 脈沖輻射場的基本參數(shù)根據(jù)己經(jīng)建立的術(shù)語系統(tǒng)，目前使用以下幾個物理量來表征脈沖輻射場。特別是，脈沖輻射場的輻射脈沖是以不重復(fù)性、有時是不可再現(xiàn)性的單次狀態(tài)出現(xiàn)時，測量系統(tǒng)必需具有足夠的可靠性，不失機會地捕捉這種脈沖輻射信號。另外，穩(wěn)態(tài)輻射場測量的是單個粒子及其形成的離散譜，而脈沖輻射場測量的則是大量粒子及其形成的統(tǒng)計連續(xù)譜。然而，在脈沖輻射場測量中，由于測量系統(tǒng)存在固有的時間響應(yīng)特性，使得記錄的脈沖信號的性狀，不再等同于輻射場粒子脈沖的特征。但在脈沖輻射場測量情況下，由于在探測器的固有分辨時間間隔內(nèi)有一群粒子到達探測器有效體積內(nèi)。因此，脈沖輻射場的特征信息，不能再從單個粒子的行為及其特性提取，而只能從輻射脈沖中群粒子的集體行為及其特性獲得。就測量對象而言，穩(wěn)態(tài)或準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)輻射場測量，總是針對著單個粒子的個體行為及其特性，記錄的結(jié)果也僅是單個粒子在探測元件中形成的效應(yīng)，而且還可將這些個體效應(yīng)在時間上予以分開。脈沖輻射場測量的目的是通過脈沖輻射場特征量測量的結(jié)果描述脈沖輻射源的有關(guān)特性，因此，脈沖輻射場測量系統(tǒng)應(yīng)是動態(tài)線性模擬測量系統(tǒng)。而脈沖輻射源則定義為:在有限持持續(xù)時間內(nèi)單位時間間隔產(chǎn)生并發(fā)出輻射粒子的數(shù)目隨時間急劇變化的器件或裝置。主要用于中子劑量測定徑跡探測器載10B核乳膠核反應(yīng)法體積小、無需電源、數(shù)據(jù)可以長期保存、不能再線給出結(jié)果，主要用于核物理研究工作中自給能探測器RH 探測器V 探測器Co 探測器核激活法不需外加偏壓，結(jié)構(gòu)簡單，體積小，全固體化，電子學(xué)設(shè)備簡單，反應(yīng)堆芯高中子注量率測量中子激活指示器23Na55Mn59Co113In115In164Dy197Au核激活法測定中子束流的平均效應(yīng)。中子很容易進入原子核形成一個處于激發(fā)態(tài)的復(fù)合核，復(fù)合核通過發(fā)射一個或幾個光子迅速躍回基態(tài)。 表 三種核裂變材料的熱中子裂變截面[6]核σf(1024cm2)235U177。這種方法就稱為“反沖法”。 核反沖法入射能量為E的中子和原子核發(fā)生彈性散射時，中子的運動方向改變，能量也有所減少。中子能量的區(qū)分有很多種，習(xí)慣的區(qū)分是：（1）慢中子：能量為＜1keV；（2）中能中子：能量為1～100keV；（3）快中子：～20MeV。 中子探測的基本原理中子和原子核的相互作用有：產(chǎn)生帶電粒子的核反應(yīng)、核反沖、核裂變、活化等。 中子能量的分類序能量區(qū)間組別1（0～）eV慢中子冷中子2(～)eV熱中子3～1keV超熱中子、鎘上中子、共振中子4(1～500)keV中能中子5(～10)MeV快中子6(10～50)MeV極快中子750MeV相對論中子熱中子是一個常用術(shù)語，它除了代表能量為（～）eV的中子之外，經(jīng)常用來表示快中子慢化而達到與周圍介質(zhì)原子處于熱平衡狀態(tài)的中子。 中子的物理特性[5] 名 稱 特 性 質(zhì)量（靜止） 1.(6749543177。閃爍探測器的特點是：中子探測效率高、脈沖衰減快，易用于高計數(shù)率場合，對高壓電源穩(wěn)定性要求高，耐γ輻射性能較差，應(yīng)用較廣。由于幾乎所有的中子設(shè)備都有γ射線背景。從1896年貝克勒爾（Henri Becquerel)發(fā)現(xiàn)放射性到1939年哈恩(Hann)和斯特拉斯曼(Strassman)發(fā)現(xiàn)裂變現(xiàn)象，核物理學(xué)發(fā)展史上幾乎每一重大的事件，無不和射線探測與分析相關(guān)聯(lián)。二十一世紀(jì)是核能應(yīng)用的能源時代，高速的科技發(fā)展喚起了人們對利用更廣泛更環(huán)保的能源要求，原子能以走進人們的生活。實現(xiàn)中子探測的方法主要有核反應(yīng)法、核反沖法、核裂變法與核激活法。中子既可以由重核自發(fā)裂變產(chǎn)生也可以由核反應(yīng)或粒子加速器中產(chǎn)生。關(guān)鍵詞：中子； 有機閃爍探測器； 中子探測 東華理工大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計） ABSTRACTABSTRACT Since th e end of the 30s finding with using neutrons collide uranium nucleus can cause of the division of nucleus, humans began to use atomic energy, neutron detection is ownership special position. In recent years the neutron activation analysis, neutron log prospecting, neutron radiation breeding and neutron carcinogenic technology had the very big of these works will involve neutron measurement. There are a lot of flashing materials which can be used for neutron detection,and they can be divided into gas ionization detectors,semiconductor detectors,scintillation detectors and selfsufficiency detector according to the working mechanism of the detector has a high neutron detection efficiency,pulse decay fast,and has a easy occasion for the high count rate,also it has a very important role in neutron detection and neutron article is about organic scintillation detectors which are used to neutron detection on the neutron detection technology and the research of the organic scintillation detector.Keyword：neutron；organic scintillation detectors；neutron detection東華理工大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計） 目錄目 錄緒 論 1 課題背景 1 目前研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 12 中子與中子探測原理 3 3 中子探測的基本原理 4 核反應(yīng)法 4 核反沖法 4 核裂變法 4 活化法 5 中子探測器 5 慢中子探測器 5 快中子探測器 63 脈沖輻射場及探測器特性 8 脈沖輻射測量的特殊性 8 脈沖輻射場的基本參數(shù) 9 脈沖輻射測量對測量系統(tǒng)的要求 10 選擇性要求 10 測量系統(tǒng)靈敏度和動態(tài)工作范圍的要求 11 測量系統(tǒng)線性的要求 11 測量系統(tǒng)時間響應(yīng)性能的要求 11 測量系統(tǒng)可靠性的要求 12 脈沖輻射探測器的特性 13 探測效率 13 輻射粒子電流靈敏度 14 時間響應(yīng) 14 可探測粒子注量率的上下限 154 閃爍探測器 18 18 閃爍體 19 閃爍體的分類 19 閃爍體的性能 20 閃爍體的選擇 22 光電倍增管的特性 22 閃爍體探測器 24 光收集 24 探測效率 24 能量分辨率和線性 25 時間測量和時間分辨率 25 閃爍體輻照效應(yīng) 255 幾種中子閃爍探測器簡介及性能比較 27 有機晶體閃爍體 27 中子探測玻璃閃爍體 28 塑料閃爍體 28 液體閃爍體 30結(jié) 論 33致 謝 34參考文獻 35東華理工大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計） 緒論 緒 論 課題背景在30年代末，發(fā)現(xiàn)了中子轟擊鈾原子核能引起核的分裂，并釋放出大量能量，從而開辟了一條原子能利用的道路。這些工作都要涉及中子的測量。近年來中子活化分析、中子測井探礦、中子輻射育種和中子致癌等技術(shù)有了很大發(fā)展。本文在對中子探測技術(shù)以及有機閃爍體探測器進行研究和分析的基礎(chǔ)上對目前中子探測中常用的有機閃爍探測器進行介紹，對其性能進行研究比較進而了解其特性及原理。中子本身的特點是不帶電，所以中子通過物質(zhì)時和物質(zhì)中的電子是不發(fā)生作用的，中子在物質(zhì)中不能直接引起電離，而要靠中子和原子核相互作用產(chǎn)生能引起電離反應(yīng)的次級粒子才被記錄。中子由于是中性的高能粒子，它不能直接引起物質(zhì)電離而被探測，探測中子必須借助其與原子核發(fā)生的相互作用而產(chǎn)生的次級帶電粒子來實現(xiàn)，因此通常的閃爍體材料無法達到探測中子的目的。其中閃爍探測器中子探測效率高、脈沖衰減快，易用于高計數(shù)率場合在中子探測及中子測譜中有很重要的地位。 目前研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢觀測和測量是人類認識世界的主要手段之一。目前常用的中子探測器有：半導(dǎo)體探測器、氣體探測器、閃爍體探測器。不同的中子探測器其特點、用途也不同，氣體探測器的特點是：耐高溫、耐輻照、對γ明敏度極低。35東華理工大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計） 中子與中子探測原理2 中子與中子探測原理自由中子是不穩(wěn)定的中性粒子。)1019C] 半衰期 衰變 n→p+e+ + 衰變β粒子最大能量782keV 自旋 磁矩＜ 統(tǒng)計學(xué)遵從費米狄拉克統(tǒng)計學(xué) 通常中子按能量分類。常見的中子源有：放射性同位素中子源、自發(fā)裂變中子源、加速器中子源、反應(yīng)堆中子源。不同能量中子的探測原理和探測器的結(jié)構(gòu)差別都很大。這種方法主要用于探測慢中子的強度，在個別情況下，也可用以測量快中子能譜。記錄了反沖核，就是探測到中子。對于熱中子、慢中子，總是選用235U，239PU，233U做裂變材料。 活化法中子和原子核相互作用時，輻射俘獲是很重要的作用過程。輸出脈沖幅度高，對γ靈敏度極低半導(dǎo)體探測器233U蒸膜半導(dǎo)體探測器核裂變法6LiF夾心半導(dǎo)體探測器核反應(yīng)法閃爍探測器含10B ZnS（Ag）含6Li ZnS（Ag）LiI（Eu）閃爍體載10B（或6Li、Ga）液體閃爍體核反應(yīng)法中子探測器效率高、脈沖衰減快，易用于高計數(shù)率場合，對高壓電源穩(wěn)定性要求高熱釋光探測器6LiF熱釋光探測器核反應(yīng)法體積小、無需電源、不能在線給出數(shù)據(jù)。主要用于高中子注量率并伴有強γ輻射的場合進行中子探測 快中子探測器見表 快中子探測器類型中子探測器探測原理主要特點、用途氣體電離探測器含氫正比計數(shù)管核反沖法快中子譜儀用238U裂變室核反沖法快中子閾探測器232Th半導(dǎo)體探測器有機膜半導(dǎo)體探測器核反沖法238U蒸膜半導(dǎo)體探測器核裂變法232Th蒸膜半導(dǎo)體探測器閃ZnS快中子屏核反沖法脈沖衰減快，用于快時間實驗爍塑料閃爍體探蒽測萘器液體閃爍體徑跡探測器核乳膠核反沖法直觀顯示徑跡，主要用于高能物理塑料蝕刻探測器威爾遜云室中24Mg（n，p）核小巧，使用方便子27Al（n，p）激激（n，α）活