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塑料闪烁体的闪烁时间特性
第38 卷 第6 期 核 技 术 Vol.38, No.6
2015 年6 月 NUCLEAR TECHNIQUES June 2015
塑料闪烁体的闪烁时间特性
黄展常 杨建伦
(中国工程物理研究院核物理与化学研究所 绵阳 621900 )
摘要 采用137Cs 激发塑料闪烁体发光,应用单光子计数法测量塑料闪烁体发光衰减曲线。根据测量原理搭建
了实验平台,测量了ST401 和EJ232 两种闪烁体的闪烁时间特性。实验结果用双指数拟合法进行分析可得,
ST401 发光衰减常数为2.9 ns 和50 ns,EJ232 发光衰减常数为1.6 ns 和30 ns 。实验平台所测幅度动态范围大
4 ,时间分辨小于0.8 ns 。从统计学分析单光子计数法的物理过程,并采用蒙特卡罗方法模拟整个探测过
于10
程,探讨单光子计数法的适用条件。实验结果与数值模拟结果相洽。若终止探测器平均探测到的光子数不大
于0.1,则多道测量结果可以近似为塑料闪烁体发光衰减曲线。
关键词 塑料闪烁体,闪烁时间特性,单光子计数法,蒙特卡罗方法
中图分类号 TL812 DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.060203
与碘化钠闪烁体相比,塑料闪烁体具有发光时
间短、发光强度低的特点。其在强脉冲伽马场或者 1 实验装置
强脉冲中子场测量中有较广泛的应用[1–2] 。例如,在 137
如图 所示,用 Cs 源激发塑料闪烁体ST401。
1
氘氘聚变反应中,采用飞行时间法测量中子能谱时,
闪烁体紧贴PMT1 光电倍增管的信号输入窗。由于
有时候会关注初级中子的散射中子信号,这就需要
PMT1 输出信号幅度大部分大于 1 V,为保护恒比
了解塑料闪烁体的发光时间特性,尤其是慢成分,
定时器 CFD935-1 ,因此把输出信号进行适当衰减
以便选用合适的闪烁体进行脉冲信号测量降低初级
后输入 CFD935-1 。再把其输出信号输入到时幅转
[3]
中子激发的慢成分荧光对散射中子测量的影响 。
换器 TAC567 中,作为计时开始信号。CFD935-1
目前塑料闪烁体的发光时间特性测量方法较多,例
的阈值调至热噪声幅度以上,以降低热噪声开启
如采用激光激发塑料闪烁体,用高时间分辨的条纹
的概率。 离开闪烁体一定的距离,满
TAC567 PMT2
相机记录闪烁体的发光过程,该方法要求较窄的激
足单光子收集条件。把其输出信号输入恒比定时器
光脉宽,测量结果受闪烁体的尺寸影响较大[4] 。由
CFD935-2 。为把发光衰减峰移至时间幅度转换TAC
于单次激发的荧光数目有限,该方法可测动态范围
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