用于聚变装置的溴化镧探测器在0.1～11 MeVγ能区的能量刻度和效率刻度研究

摘要

托克马克约束等离子体在破裂期间，会产生高能硬X射线，对这些高能硬X射线的探测有助于理解聚变装置中约束等离子体破裂变化情况.针对核工业西南物理研究院中国环流三号（HL-3）装置上对高能量硬X射线诊断的需求，本文开展了溴化镧探测系统的研制工作.研制的溴化镧探测器系统晶体尺寸为φ76 mm×76 mm，对研制的溴化镧探测器进行了性能测试：该探测器在屏蔽体中本底计数率为455 cps；采用标准源¹³⁷Cs测量得到的对662 keV γ射线的能量分辨率为3%；采用标准源¹³⁷Cs、¹⁵²Eu进行了2 MeV以下γ能区的能量刻度和全能峰探测效率刻度工作；2 MeV以上γ能区，由于缺乏标准γ源，因此采用热中子活化¹⁴N等轻元素产生的2～11 MeV能区的高能量γ射线，完成了在该能区的能量刻度和效率刻度.实验结果表明：研制的溴化镧探测器在0.1～11 MeV γ能区有良好的能量线性，标准源刻度得到的全能峰探测效率典型误差小于1.89%.采用MCNP5对研制的溴化镧探测器的全能峰探测效率进行了模拟计算，并与实验测量结果进行了对比分析.

关键词

溴化镧探测器 / 效率刻度 / 能量刻度 / 蒙特卡罗

基金资助

国家磁约束核聚变能发展研究专项（2019YFE03010003）