[发明专利]中子闪烁体位敏探测器测试系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于核物理探测领域。本发明为一种2D中子闪烁体位敏探测器测试系统，特别是涉及利用激光束模拟中子在闪烁屏上的光斑，对闪烁体位敏核探测器的各个通道进行测量测试，而不需要放射源或额外的其他探测器辅助测量位置等参照信息。

背景技术

以新型闪烁体和光电读出结构为基础的中子探测器近几年发展迅速，特别以掺杂闪烁探测器为代表，然而中子闪烁体位敏探测器在探测-读出环节大多采用了光电倍增管等放大器件，由于生产工艺等客观原因，其各个读出通道的性能参数难以保持一致，导致闪烁体位敏探测器的性能参数在批量生产中难以获得较好的控制，因此在2D位敏核探测器的设计、研制、测试和生产制作过程中，需要对于探测系统各个通道的关键参数进行详细的测量。

2D中子闪烁体位敏探测器主要由闪烁屏、波移光纤、光电倍增管以及电子学模块组成，参杂物质的闪烁体吸收波长接近400，中子与闪烁体产生核反应，反应产生的和粒子在ZnS闪烁体中激发光电效应，产生的光子会在闪烁体介质层中部分出射并进入夹层中的波移光纤，随后转换为较长波长的光子，由光纤传输到多阳极光电倍增管的某个通道，光子经光电转换后产生电脉冲信号并获得放大增益，各个读出通道上的响应信号最终由数据获取系统记录，给出中子事例的位置和时间等信息，完成中子的探测。

目前国内大多数2D中子闪烁体位敏探测器没有专门的测试系统，对探测器本身的检测多半利用放射源/宇宙线等手段，使用其他探测器辅助测量待测闪烁体位敏核探测器的性能参数。这些方法存在测试系统复杂，效率低下。并且放射源相关管理法规严格，不少实验用的触发源还存在质量难以控制等缺陷，难以很好地满足检测闪烁体位敏核探测器的性能需求。例如，专用实验检测需要现场布置，检测系统具有长时期的不确定性，一旦测量需求和环境有所变化，实验就几乎要重新刻度，因此耗时较多，通用性较差，而且不同的实验环境之间难以横向对比。再者，放射源刻度除了受到放射源相关管理法规严格限制之外，往往还有活度/触发难以控制等缺陷，很难和测量需求做到良好的匹配。上述这些因素，使得传统的检测系统难以很好地对闪烁体探测器进行生产质量控制。

故急需一种可解决上述问题的中子闪烁体位敏探测器测试系统及方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种中子闪烁体位敏探测器测试系统，特别是涉及利用激光束模拟中子在闪烁屏上的光斑，对闪烁体位敏核探测器的各个通道进行测量测试，而不需要放射源或额外的其他探测器辅助测量位置等参照信息。

为了实现上有目的，本发明公开了一种中子闪烁体位敏探测器测试系统，包括脉冲光源模拟装置、光学处理模块、机械扫描平台和数据获取模块，所述脉冲光源模拟装置输出脉冲光信号，所述光学处理模块将所述脉冲光信号进行衰减、偏振、扩束处理后通过多模光纤输送至光纤准直器，且所述多模光纤的一部分弯曲缠绕形成环形的小半径盘绕部分，另一部分弯曲缠绕形成环形的大半径盘绕部分，所述大半径盘绕部分的半径大于所述小半径盘绕部分，所述脉冲光信号依次经过所述小半径盘绕部分和大半径盘绕部分进行消模处理后，通过所述光纤准直器进行准直处理并固定至所述机械扫描平台上，且使所述脉冲光信号照射在待测的中子闪烁体位敏探测器的波移光纤的测试点上，脉冲光信号通过所述波移光纤输出光子到有多路通道的被测光电倍增管，所述数据获取模块获取所述被测光电倍增管放大后的被测信号。