高灵敏度分段快中子谱仪 (FaNS-2) 的研制与表征

FaNS Collaboration; T. J. Langford; E. J. Beise; H. Breuer; C. R. Heimbach; G. Ji; J. S. Nico

doi:10.1088/1748-0221/11/01/P01006

高灵敏度分段快中子谱仪 (FaNS-2) 的研制与表征

仪器与探测器 2016-01-19 v1 天体物理仪器与方法核实验

作者: FaNS Collaboration , T. J. Langford , E. J. Beise , H. Breuer , C. R. Heimbach , G. Ji , J. S. Nico

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摘要

我们介绍了一种基于塑料闪烁体和 $^3$ He 正比计数器的分段快中子谱仪 (FaNS-2) 的研制。其设计用于测量几 MeV 至 1 GeV 能量范围内快中子的通量和能谱。FaNS-2 利用俘获门控能谱学来识别中子事件并抑制本底。中子在塑料闪烁体中沉积能量，随后在正比计数器中被 $^3$ He 原子核俘获。分段结构改善了中子能量重建，而大体积闪烁体增强了对低中子通量的灵敏度。其设计的一个主要目标是研究相对低的中子通量，例如地球表面的宇宙成因中子、地下环境中的中子或来自低活度中子源的中子。在本文中，我们给出了其设计与建造的详情，以及利用经校准的 $^{252}$ Cf 源和 2.5 MeV 与 14 MeV 单能中子场进行的表征。探测到的单能中子能谱使用奇异值分解方法解谱，展示了在 14 MeV 处 5% 的能量分辨率。最后，我们讨论了使用 FaNS-2 测量地表和地下宇宙成因中子能谱的计划。

关键词

分段快中子谱仪塑料闪烁体氦-3 正比计数器俘获门控能谱学中子通量测量能量分辨率宇宙成因中子

引用

@article{arxiv.1510.07607,
  title  = {Development and Characterization of a High Sensitivity Segmented Fast Neutron Spectrometer (FaNS-2)},
  author = {FaNS Collaboration and T. J. Langford and E. J. Beise and H. Breuer and C. R. Heimbach and G. Ji and J. S. Nico},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1510.07607},
  year   = {2016}
}

备注

20 pages, 13 figures, Submitted to JINST

高灵敏度分段快中子谱仪 (FaNS-2) 的研制与表征

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关键词

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