中能重离子在位置灵敏CsI（Tl)探测器中能损与光输出响应的关系

In this paper, we describe the structure and readout system of a two-dimension positional sensitive CsI(Tl) detector, and investigates the relation between energy lose and light output of the CsI(Tl) detector with secondary beams in intermediate energy.Bρ+(ΔE-TOF) method was used to distinguish the secondary beam.Linearity of the position signals of the CsI(Tl) was corrected.Energy signals from the CsI(Tl) detector were calibrated using the relationship of the Z, A and the light output response of the incid...中文摘要：描述了一种双维位置灵敏CsI(Tl)探测器的结构及其读出系统,用中能次级束研究其能损与光输出关系。使用Bρ+(ΔE-TOF)方法鉴别次级束,刻度了CsI(Tl)探测器位置信号的线性,并用其光输出与入射粒子的A、Z关系刻度其能量。结果表明,CsI(Tl)探测器输出信号的ADC读出与QDC读出(即其光输出)有很好的线性关系。

Property measurement of the CsI(Tl) crystal prepared at IMP

Large-sized CsI (Tl) single crystals, similar to phi 100 mm x 350 mm, have been grown successfully, and this CsI(Tl) coupled with PD has been successfully utilized at RIBLL (the Radioactive Ion Beam Line in Lanzhou) to measure the energy of heavy ions as a stopping detector. The performances of CsI(Tl) detector coupled with PD and APD have been tested and compared, including the temperature dependence of scintillating light yield

Temperature effects of CsI(Tl) crystal detector with APD readout

The temperature dependences of the light output of CsI(Tl) crystal grown at IMP and of the gain of the Hamamatsu S8664-1010 avalanche photodiode (APD) have been investigated systematically. The light output of the CsI(Tl) crystal increases with temperature by 0.67%/degrees C in the region from -2 degrees C to 8 degrees C, and by 0.33%/degrees C in the region from 8 degrees C to 25 degrees C, while the gain of the tested APD decreases by -3.68%/degrees C (working voltage 400V) on average in the room temperature range. The best energy resolution 5.1% of the CsI(Tl) with APD was obtained for the 662keV gamma ray from Cs-137 radiation source.

基于GEANT4的CsI(Tl)闪烁体探测器的Monte Carlo模拟；Monte Carlo Simulation of CsI(Tl) Scintillator Detector with GEANT4 ToolKit

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(Tl)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。

8×8单元CsI(Tl)探测阵列研制；Development of 88 CsI(Tl) array detector

描述了1个8×8单元CsI(Tl)探测阵列的结构和工作原理。探测阵列的每个单元是由1块前表面21 mm×21 mm、后表面23.1 mm×23.1 mm、高50 mm的CsI(Tl)棱台、1块光导和光电倍增管组成。在兰州放射性次级束流线(RIBLL)上对探测阵列进行测试,得到探测阵列对30 MeV质子的能量分辨可达2.7%,对170 MeV7Be可达1.5%,可很好地用于放射性束物理实验中带电粒子的鉴别。

8×8单元CsI(Tl)阵列探测器的研制

近二十年，世界上各大实验室相继建立了各具特色的放射性束流装置，放射性束物理得到了长足的发展，在实验上要求对反应产物进行全运动学测量且具有较高的精度，为实验探测装置提出了更高的要求。我们研制了8×8单元CsI(Tl)阵列探测器，主要用于测量核反应产物的能量和角分布、进行粒子的关联测量以及对粒子的鉴别。脉冲形状甄别（PSD）技术是一种重要的鉴别粒子的方法，已经从原来直接利用电子学硬件的方法发展到先采集到脉冲波形，进而进行离线分析，甚至利用现代数字信号处理(DSP)技术的在线分析。我们对该技术进行了一些初步的研究，为以后利用DSP技术研制PSD系统奠定了重要的基础。本论文工作的主要内容有：（1）探测器的研制和性能测试。该探测器由64块CsI(Tl)晶体组成,每块晶体由光电倍增管单独读出。该探测器覆盖较大的立体角，具有较好的能量分辨和粒子鉴别能力。本文对探测器的探测原理，结构及性能进行较详细的说明。（2）系统地对两部分比较法(Qfast/Qslow，Qfast/Qtotal，Qslow/Qtotal)进行了模拟计算，定性的分析了两部分的积分门的延迟和宽度，为实验提供了有效的指导。分别采集到α源和宇宙线(m子)两种脉冲波形，使用两部分比较、平均时间、确定幅度和确定时间四种方法进行离线分析，对四种分析方法进行比较，以选择甄别效果最好的分析方法。最后，对关于进一步工作的方向进行了简要的讨论

阵列CsI(Tl)探测器鉴别轻带电粒子

文中描述了一个5×5阵列CsI(Tl)探测器结构以及对轻带电粒子的鉴别,CSI晶体有快慢两种成分。通过不同延迟和积分门的选择得到这两种信号,来进行轻带电粒子的鉴别。经过理论模拟和实验测试,发现不同的延迟和门的宽度对鉴别能力都有影响。

自制CsI(Tl)晶体的光输出非均匀性

实验测试了中国科学院近代物理研究所制备的9根大尺寸闪烁晶体样品(40 mm×40 mm×300 mm)的光输出及其非均匀性。使用了多种光反射材料和包装方法对样品进行包装,对其光输出及其非均匀性进行测试。对实验数据进行分析,确定了大尺寸晶体的最佳读出端和包装方法。在测试中,所有CsI(Tl)闪烁晶体样品的光输出非均匀性均好于7%,部分样品可达到2%左右。结合本次实验结果,对影响CsI(Tl)晶体光输出非均匀性的因素进行了简要分析。

自制CsI(Tl)晶体的能量测量性能

本文介绍了近代物理研究所自行生长的CsI(Tl)晶体用于γ射线及重离子能量测量的结果。测量662keVγ射线时得到好于10%的能量分辨(采用光电倍增管读出),同时光输出可达到同类型晶体的130%;测量能量为30MeV/u左右的重离子时得到好于2%的能量分辨(采用光二极管读出)。

双维位置灵敏CsI(Tl)探测器

描述了一种双维位置灵敏CsI(Tl)探测器 .用 3组分α源测量该探测器得到的位置分辨为0 .81mm(FWHM) ,对于 6 9MeV/u36 Ar能量分辨为 0 .9% (FWHM) .在RIBLL的ΔE E粒子鉴别望远镜中常常作为E探测器 .由于CsI(Tl)晶体对不同的粒子的能损 -光输出的非线性 ,需要针对不同离子对CsI探测器作能量 光输出校正曲线 .

HIRFL-CSRm内靶实验终端CsI(Tl)电磁量能器性能模拟

基于GEANT4模拟了HIRFL CSRm内靶实验终端的CsI(Tl)电磁量能器系统,给出了CsI电磁量能器的最佳设计参数及可能达到的性能.结果表明,设计的CsI(Tl)电磁量能器系统能够满足所研究的物理要求.

半导体探测器的厚度确定及CsI(Tl)的刻度

根据核反应过程中发射带电粒子在硅半导体中的最大能量沉积 ,利用带电粒子在硅半导体中的阻止本领曲线 ,同时实现半导体探测器的厚度确定及与之组合的CsI(Tl)的刻度

CSR外靶实验终端中CsI(Tl)晶体的测试；Test of CsI(Tl) Crystal at External Target Experimental Terminal of Cooling Storage Ring

为测量重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)的外靶实验终端上不同能量的γ射线,一种用于探测γ射线的高能量分辨的探测装置正在中国科学院近代物理研究所建设,该探测器由中国科学院近代物理研究所自行生长的铊激活的碘化铯CsI(Tl)晶体组成。与日本Hamamatsu公司生产的S8664-1010型雪崩光二极管(APD)耦合,测试其光输出的非均匀性和能量分辨,从测试结果给出了所需CsI(Tl)晶体合格的标准。目前已完成该γ探测球计划的六分之一,所提供的晶体合格率达94%以上。

用于辐射复合与双电子复合实验的低能离子闪烁探测器；A Scintillator Detector for Low Energy Projectile Detection in Radiative Recombination and Dielectron Recombination Experiments

为了在CSRm的电子冷却器上进行辐射复合以及双电子复合实验,需要探测能量小于4MeV/u的离子,因此设计了新的置于超高真空环境的CsI(Tl)闪烁探测器,探测器采用的光电倍增管为R7525(Hamamatsu)。介绍了新闪烁探测器的结构,并对其进行了性能测试。测试结果表明,该探测器对高、低能离子均有良好的响应,探测器的信号十分明显。探测器的最高计数率可以达到106ions/s,并且探测器附近的真空度可达10-10Pa量级,能够满足辐射复合与双电子复合实验以及储存环对真空的要求,为今后在CSRm上进行复合实验打下了良好的基础。