2-68 狭缝闪烁探测系统的中子灵敏度

杨洪琼 唐正元 彭太平

　　在脉冲辐射场的中子测量中，常使用塑料闪烁体和光电管（PD）或光电倍增管（PMT）组成的闪烁探测器。对于低强度裂变中子测量，可以采用PMT的增益和闪烁体的类型、尺寸配合调节灵敏度来实现，在某些高强度裂变中子辐射场，即使使用发光强度很低、尺寸最小的闪烁体和PD配合，也无法达到测量要求。因此，对于脉冲辐射场高强度裂变中子测量，闪烁体与光电器件配合组成的闪烁探测器已经不能完全满足使用要求。为此，针对高强度裂变中子测量在某些领域研究的特殊环境，探索了降低闪烁探测系统中子灵敏度的新方法，设计了狭缝闪烁探测系统，对系统的中子灵敏度进行了初步的实验研究。

　　狭缝闪烁探测系统的设计改变了传统的闪烁探测器直照方式。将中子辐射通道上的准直器，设计为特殊的狭缝型准直器，既满足准直又可减少中子束流照射面积；在狭缝型准直器中放置闪烁体，中子束平行入射闪烁体，束流与探测器轴向成90° ，既可屏蔽探测器又可避开直照中子束流对光电器件光阴极辐照的影响；在闪烁体和光电器件的光阴级之间采用空气耦合，从而达到降低探测系统中子灵敏度满足较高强度中子测量的目的。

　　采用加速器产生的2.5MeV单能中子，初步研究了由ST1422和ST401闪烁体与PMT组成的狭缝闪烁探测系统的中子灵敏度。实验结果表明：由狭缝屏蔽准直器和闪烁探测器组成的新型狭缝闪烁探测系统，由于探测器轴向与入射束成90°，改变了传统的直照探测模式，避免了光电器件的光阴极直接受辐射照射而引起的固有的灵敏度贡献，因此，使用狭缝闪烁探测系统可使传统直照探测模式的下限灵敏度再降低一个量级，可以测量低于PMT直照光阴极灵敏度对应的中子强度。这样，扩展了闪烁探测器的中子灵敏度，拓宽了探测器在某些研究领域的使用范围，为高强度裂变中子测量提供了一种具有使用前景的新型探测器。