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^(6)LiF单晶金刚石中子探测器制备及性能研究
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作者 王利斌 张逸韵 +5 位作者 李海俊 马志海 席善学 刘辉兰 宋玉收 周春芝 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第1期176-182,共7页
中子监测领域亟需耐辐照、响应快、能量分辨率高的中子探测器。金刚石材料具有禁带宽度大、抗辐照能力强、载流子迁移率高等优点,适合进行中子测量。本文设计并制备了基于^(6)LiF热中子转换材料的单晶金刚石中子探测器,通过探测^(6)Li(n... 中子监测领域亟需耐辐照、响应快、能量分辨率高的中子探测器。金刚石材料具有禁带宽度大、抗辐照能力强、载流子迁移率高等优点,适合进行中子测量。本文设计并制备了基于^(6)LiF热中子转换材料的单晶金刚石中子探测器,通过探测^(6)Li(n,α)~3H反应产生的次级带电粒子提高单晶金刚石探测器的热中子灵敏度。为提高金刚石探测器对热中子的探测效率,针对^(252)Cf中子源基于单晶金刚石探测器进行了蒙特卡罗计算确定测量热中子所需聚乙烯慢化体厚度为5^(6)cm,在此基础上制备了1μm厚的^(6)LiF热中子转换层的单晶金刚石中子探测器,并测量了该探测器对^(252)Cf中子源及D-T中子发生器14 MeV中子源的响应谱。研究结果表明,所研制的探测器与不含^(6)LiF转换层的探测器相比,对慢化后的^(252)Cf热中子计数率最大可提高3.2%,响应谱氚特征峰能量分辨率为7.7%,优于奥地利Cividec B6-C金刚石探测器。制备的金刚石探测器对D-T中子发生器14 MeV单能中子响应谱能量分辨率为1.95%。该研究成果有望应用于现有^(252)Cf中子源标定及14 MeV中子响应谱测量,同时为金刚石中子探测器制备和中子束流监测提供理论和数据支撑。. 展开更多
关键词 金刚石探测器 中子探测 响应能谱 半导体探测器
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SiC基中子探测器对热中子的响应 被引量:10
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作者 陈雨 蒋勇 +6 位作者 吴健 范晓强 白立新 刘波 李勐 荣茹 邹德慧 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期2711-2716,共6页
以SiC二极管和中子转换材料6 LiF为基础,研制了SiC基中子探测器,并用241 Am源与临界装置分别研究了SiC基中子探测器的α粒子响应、热中子响应。结果表明:SiC基中子探测器能够满足241 Am源α粒子的计数测量,但由于SiC二极管灵敏区薄,故... 以SiC二极管和中子转换材料6 LiF为基础,研制了SiC基中子探测器,并用241 Am源与临界装置分别研究了SiC基中子探测器的α粒子响应、热中子响应。结果表明:SiC基中子探测器能够满足241 Am源α粒子的计数测量,但由于SiC二极管灵敏区薄,故不能用于5.48MeV的α粒子能谱测量;SiC基中子探测器对热中子响应良好,不同功率下,脉冲幅度谱中可清晰看到由6 Li(n,α)3 H的反应产物α粒子、3 H粒子形成的双峰;脉冲幅度甄别法可将γ射线及电子学噪声甄别掉;在直接测量与符合测量中,SiC基中子探测器的计数率均与临界装置功率成线性关系,且直接测量的线性度比符合测量的线性度好,最好可达0.999 97。研究表明:降低肖特基接触金属的厚度、增加其外延层厚度、提高其外延层品质,可将SiC二极管用于带电粒子能谱测量。 展开更多
关键词 SiC二极管 a粒子探测 中子探测 半导体探测器
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基于4H-SiC肖特基二极管的中子探测器 被引量:7
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作者 蒋勇 吴健 +8 位作者 韦建军 范晓强 陈雨 荣茹 邹德慧 李勐 柏松 陈刚 李理 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期664-668,共5页
针对当前极端环境下耐辐照半导体中子探测器的需求,采用耐高温、耐辐照的碳化硅宽禁带半导体材料,利用6 Li(n,α)3 H核反应原理,研制了基于4H-SiC肖特基二极管的中子探测器。利用磁控溅射完成中子转化层的制作,并用SEM表征6 LiF膜厚。... 针对当前极端环境下耐辐照半导体中子探测器的需求,采用耐高温、耐辐照的碳化硅宽禁带半导体材料,利用6 Li(n,α)3 H核反应原理,研制了基于4H-SiC肖特基二极管的中子探测器。利用磁控溅射完成中子转化层的制作,并用SEM表征6 LiF膜厚。在10~600V反向偏压下,漏电流维持在6.4nA以下,表明探测器具备良好的半导体-金属肖特基整流接触。利用241 Am源研究探测器对5.486 MeV的α粒子的响应,测得分辨率为4.5%。同时,利用该探测器测量了由临界装置产生并经石蜡块慢化后的热中子,观测到热中子与6 Li作用产生的α和T粒子信号的实验结果。 展开更多
关键词 中子探测器 宽禁带半导体 4H-SIC
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用硅半导体探测器测量快中子平均能量的方法 被引量:2
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作者 袁俊谦 王永昌 +1 位作者 仇九子 杨景康 《兰州大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 1992年第3期68-70,共3页
本文叙述了用两个硅半导体探测器测量~3H(d,n)~4He 反应中子平均能量的方法,并将所得结果与用^(58)Ni(n,p)^(58m+g)Co 和^(58)Ni(n,2n)^(57)Ni 反应截面比测定的平均中子能量做了比较.
关键词 半导体探测器 快中子 中子能量
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微结构半导体中子探测器研究进展 被引量:1
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作者 甘雷 蒋勇 +2 位作者 彭程 吴健 范晓强 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第8期986-990,1006,共6页
微结构半导体中子探测器(MSND)除了具有体积小、时间响应快、工作偏压低以及易于与读出电子学系统集成等优点外,还解决了二维平面半导体中子探测器存在的探测效率极低的问题(<5%),其在军用和民用领域都具有良好的发展前景。介绍了微... 微结构半导体中子探测器(MSND)除了具有体积小、时间响应快、工作偏压低以及易于与读出电子学系统集成等优点外,还解决了二维平面半导体中子探测器存在的探测效率极低的问题(<5%),其在军用和民用领域都具有良好的发展前景。介绍了微结构半导体中子探测器的中子探测原理,简述了其发展概况,综述了近年来的研究进展,展望了微结构半导体中子探测器的研究方向和应用前景。 展开更多
关键词 微结构 半导体 中子探测器 探测效率
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微结构半导体中子探测器研制 被引量:1
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作者 吴健 蒋勇 +5 位作者 李俊杰 温左蔚 甘雷 李勐 邹德慧 范晓强 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2016年第5期521-524,537,共5页
微结构半导体中子探测器具备探测效率高、响应时间快、体积小等优点,性能相对传统平面型半导体中子探测器有本质提升。采用蒙卡方法分析了器件微结构参数对沟槽型微结构探测器的性能影响规律,并结合工艺条件制备出沟槽宽度26μm,沟槽间... 微结构半导体中子探测器具备探测效率高、响应时间快、体积小等优点,性能相对传统平面型半导体中子探测器有本质提升。采用蒙卡方法分析了器件微结构参数对沟槽型微结构探测器的性能影响规律,并结合工艺条件制备出沟槽宽度26μm,沟槽间距13μm,沟槽深度22μm,灵敏区面积1.8×1.8 cm^2的微结构探测器。该探测器在10 V的反向偏压下,漏电流仅1.24×10^(-7)A/cm^2,优于国外研究组报道的漏电流特性。利用同位素α源开展了带电粒子探测性能测试,所制备微结构探测器可实现241Am源α粒子探测。在外加0 V偏压时,微结构探测器即可获得与电子学噪声区分明显的241Am源α粒子能谱。本工作证明了微结构探测器对带电粒子具有良好的探测性能。 展开更多
关键词 微结构中子探测器 MC模拟 半导体探测器
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碳化硅热中子探测器的优化设计 被引量:2
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作者 张少华 吴健 蒋勇 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2016年第4期439-443,共5页
采用MC法对用于热中子探测的碳化硅探测器开展设计。优化了中子转换层参数和半导体器件参数,研究表明采用^(10)B作为中子转换材料,其最优厚度为2μm,在系统甄别阈为300 keV时对应的探测效率理论值为3.29%。制备了碳化硅外延层厚度20μm... 采用MC法对用于热中子探测的碳化硅探测器开展设计。优化了中子转换层参数和半导体器件参数,研究表明采用^(10)B作为中子转换材料,其最优厚度为2μm,在系统甄别阈为300 keV时对应的探测效率理论值为3.29%。制备了碳化硅外延层厚度20μm,灵敏区面积5 mm×5 mm的碳化硅器件,在外加反向偏压达180V时,其漏电流仅20.8 nA。性能测试表明:该器件对4.7-6.0 MeV的α粒子具有极好的能量线性,其线性度达0.999 97。对5.49 MeV的α粒子的能量分辨率为1.03%,对应半高宽57.3keV,与SiC高分辨α探测器分辨率相当。 展开更多
关键词 碳化硅 MC模拟 中子探测 半导体探测器
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组合P IN脉冲中子探测器的能量响应
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作者 杨洪琼 朱学彬 +6 位作者 杨建伦 李波均 彭太平 唐正元 杨高照 李林波 宋献才 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2005年第5期508-510,共3页
组合P IN脉冲中子探测器由一对P IN半导体和中子辐射体组成。理论计算了CH2和235U分别作为中子辐射体的组合P IN脉冲中子探测器的灵敏度随中子能量的变化;用脉冲中子源实验测量了由CH2辐射体组成的探测器的14M eV中子灵敏度,实验结果与... 组合P IN脉冲中子探测器由一对P IN半导体和中子辐射体组成。理论计算了CH2和235U分别作为中子辐射体的组合P IN脉冲中子探测器的灵敏度随中子能量的变化;用脉冲中子源实验测量了由CH2辐射体组成的探测器的14M eV中子灵敏度,实验结果与计算符合很好。 展开更多
关键词 硅半导体 脉冲中子探测器 中子灵敏度 能量响应
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MC模拟计算单球多探测器中子谱仪能量响应曲线 被引量:1
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作者 王杰 郭智荣 +1 位作者 左亮周 陈祥磊 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2020年第3期456-461,共6页
利用MCNPX模拟计算了在三种几何辐照条件下和四种典型中子源入射时的单球中子谱仪的能量响应,模拟计算结果表明:当中子能量大于1MeV时,能量响应满足各向同性;当中子能量小于1MeV时,位于单球浅层的探测器响应各向同性变差241Am-Be中子源... 利用MCNPX模拟计算了在三种几何辐照条件下和四种典型中子源入射时的单球中子谱仪的能量响应,模拟计算结果表明:当中子能量大于1MeV时,能量响应满足各向同性;当中子能量小于1MeV时,位于单球浅层的探测器响应各向同性变差241Am-Be中子源和252Cf中子源入射时,单球中子谱仪响应不受几何辐照条件影响,当中子源包含有热中子,超热中子和慢中子时,位于单球谱仪浅层的探测器能量响应因几何辐照条件不同而有差异。 展开更多
关键词 MCNPX 单球中子谱仪 微结构半导体中子探测器 能量响应
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