Study of a high spatial resolution 10B-based thermal neutron detector for application in neutron reflectometry: the Multi-Blade prototype
虽然对于大面积探测器来说，由于3 He短缺，找到一种替代方法来探测热中子是至关重要的，但对于小面积探测器来说，情况并非如此。中子散射科学仍在不断提高其仪器的功率，探测器必须承受的中子通量也在不断增加。对于小面积探测器，主要的努力是扩大探测器的性能。在劳厄-朗之万研究所（ILL），我们开发了多叶片探测器，旨在提高3 He探测器的空间分辨率，以用于高通量应用。我们开发了一个高空间分辨率的原型适用于中子反射仪。它利用固体10 B-薄膜中采用的比例气体室。两个原型已建成在ILL和我们的单色测试光束线上获得的结果在这里。
2013-12-09 physics.ins-det
Scattered neutron background in thermal neutron detectors
非弹性中子散射仪器需要非常低的本底;因此，抑制散射中子本底的适当屏蔽，无论是从弹性和非弹性散射是必不可少的。为了有效地抑制背景散射，需要对背景散射源有详细的了解。多栅极热中子探测器是一种Ar/CO $_{2}$充气探测器，在铝基板上涂有一个$^{10}$ B $_{4}$ C中子转换器。这是一个大面积探测器设计，将装备在欧洲中子源（ESS）的非弹性中子谱仪。为此，为多网格探测器构建了参数化的Geant 4模型。这是第一次在探测器响应的详细模拟中对热中子散射背景源进行建模。通过与ILL的IN 6仪器和SNS的CNCS仪器上安装的原型的测量数据进行比较，验证了该模型。源自检测器组件的散射的影响小于源自其他地方的影响。
2018-05-25 physics.ins-det
Geometric Optimization of a Neutron Detector for In-Flight Measurement of the Neutron Lifetime
最近用束流法测量的自由中子寿命与UCN测量值有8.7 s（4 $σ$）的差异。BL3实验的目的是改善这种测量的统计误差，并帮助排除系统不确定性作为差异的解释。由于中子通量线性地进入中子寿命，因此具有平坦响应的良好表征的中子通量探测器是必不可少的。我将提出一个新的探测器的几何优化与均匀接受高达六阶的中子位置。
2020-10-21 physics.ins-det
A sealed ceramic GEM-based neutron detector
基于GEM的中子探测器在过去十年中蓬勃发展。然而，大多数GEM中子探测器都工作在流动气体模式下，由于大气压力和环境温度的动态变化，探测器的长期性能可能不稳定。本文介绍了中国空间中子源研制的灵敏面积为100 mm × 100 mm的密封陶瓷GEM中子探测器的性能，包括平台曲线、中子束流剖面、中子波长谱、空间分辨率等（FWHM：2.77 mm）、二维（2D）成像能力、中子探测效率和计数率不稳定性（相对标准偏差（RSD）：0.7%）。结果表明，该探测器在密封模式下具有良好的性能，可用于CSNS直接中子束流的测量。
2020-09-18 physics.ins-det
Statistical Image Reconstruction for High-Throughput Thermal Neutron Computed Tomography
中子计算机断层成像（CT）是一种在材料科学、古生物学和文化遗产中越来越多地使用的非破坏性分析工具。随着新的中子成像设施（如DINGO，ANSTO，澳大利亚）的发展，出现了新的机会，以最大限度地提高其性能，通过实施统计驱动的图像重建方法，还没有看到广泛的应用在中子透射断层扫描。这项工作概述了适用于大多数中子层析成像仪器的几何形状的凸算法统计图像重建框架的实现，其目的是通过逆Radon变换获得与传统的斜坡滤波反投影类似的成像质量，但使用较低数量的测量投影来增加对象吞吐量。通过比较这两个框架的输出，使用断层扫描的一个已知的3材料圆柱体模获得与DINGO中子射线照相仪器（ANSTO，澳大利亚），这项工作说明了统计图像重建技术的优势，传统的过滤器反投影。据发现，统计图像重建框架是能够获得类似的质量的图像估计相对于过滤反投影使用只有12.5%的数量的投影，潜在地增加对象的吞吐量在中子成像设施，如丁果八倍。
2019-05-21 physics.ins-det
Simulation-based optimization of a multilayer 10B-RPC thermal neutron detector
对多层10 B-RPC热中子探测器进行基于蒙特卡罗模拟的优化，以提高计数率能力，同时保持对热中子的高（>50%）探测效率为目标。单个RPC的转换器层厚度针对包含10个双间隙RPC的堆叠的检测器的几种配置进行了优化。结果表明，它是可能的，以达到一个计数率的一个因素，这是一个高的8倍相比，只有一个双间隙RPC的检测器的速率。分析了探测器内部中子散射对背景的影响，并对在中子束下测试的第一个探测器原型提出了设计修改建议。
2020-02-18 physics.ins-det
Study on the novel neutron-to-proton concept for improving the detection efficiency of triple GEM based fast neutron detector
介绍了一种基于三重气体电子倍增器（GEM）探测器的高效率快中子探测器样机，该探测器与一种新型的多层高密度聚乙烯（HDPE）作为中子-质子转换器相耦合，以提高中子探测效率。首先，利用$^{55}$ Fe X射线源对研制的三重GEM探测器进行了有效增益和能量分辨率的测试，以确保其具有良好的性能。获得的有效增益和能量分辨率分别为5.0 $\times$、10 $^{4}$和19.2%左右。其次，将新型的多层HDPE转换器与三重GEM探测器的阴极耦合，使其成为高效的快中子探测器。当转换器层数为38时，其有效中子响应比传统单层转换技术提高了4倍。
2014-03-14 physics.ins-det
Boron-10 lined RPCs for sub-millimeter resolution thermal neutron detectors: Conceptual design and performance considerations
提出了一种基于薄间隙电阻板室（RPC）的位置灵敏热中子探测器的新概念，并讨论了其可行性。介绍了几种实现多层和倾斜几何结构的RPC堆栈的检测器架构。的蒙特卡罗模拟研究的结果表明，预期的探测效率和空间分辨率的主要探测器的设计参数的效果。
2018-06-19 physics.ins-det
NaI(Tl+Li) scintillator as multirange energies neutron detector
新型NaIL探测器（5 × 6英寸）的研究，在宽能量范围内的中子探测的目标。已经发现，探测器连同其已知的探测γ辐射的能力还允许以三种准独立的方式区分中子信号。它对低至$10^{-3}$ $cm^{-2}$ $s^{-1}$的中子通量敏感。在工作中，获得了NaIL探测器的本征α本底和中子探测效率。实验数据与Geant 4 Monte Carlo（MC）模拟结果进行了比较。
2021-12-10 physics.ins-det
Effect of scintillator geometry on the energy resolution and efficiency of MAST neutron camera detectors
基于EJ-301型液体闪烁体的MAST中子相机探测器的效率和能量分辨率低于类似尺寸的圆柱形探测器。实验研究已经确定光衰减是这种恶化的主要原因。这一发现得到了Monte Carlo电子和光子输运计算的支持。
2022-11-09 physics.ins-det
3D Printing Neutron Detectors using Scintillating BN/ZnS Resin
在本文中，我们证明了使用立体光刻增材制造来生产低成本的中子敏感探测器是可能的。通过将BN：ZnS与可商购的UV树脂混合来制备可固化的固化树脂。该树脂用于印刷由BN：ZnS锥体阵列制成的几个小面积中子探测器，这些小面积中子探测器可以直接耦合到光电倍增管。
2020-10-09 physics.ins-det
Response Functions for Detectors in Cosmic Ray Neutron Sensing
宇宙射线中子传感技术是一种利用慢化中子探测器测量超热中子到快中子的方法来测量环境水含量的新技术。我们已经调查了通常用于环境研究的固定和移动中子探测器的响应函数，以提高中子输运研究的模型精度。蒙特卡罗模拟已被执行，以分析检测概率的能量依赖性的响应和角度灵敏度的不同变体的CRNS探测器和转换器气体。我们的研究结果揭示了传感器的响应中子能量从0.1 eV到1 MeV和最高的灵敏度垂直通量。检测器的效率显示出良好的协议与参考数据从结构相似的邦纳球。中子对整体积分信号的贡献的相对概率在具有非均匀中子通量的区域中尤其重要，例如复杂地形或氢池的非均匀分布。
2018-01-24 physics.ins-det
Boron-10 lined RPCs for sub-millimeter resolution thermal neutron detectors: Feasibility study in a thermal neutron beam
介绍了基于阻性板室（RPC）的位置灵敏热中子探测器的实验可行性研究结果。探测器原型的特点是一个薄间隙（0.35 mm）的混合RPC与铝阴极内衬2 $μ$米厚的$^{10}B{_4}C$中子转换层富含$^{10}B$和浮法玻璃阳极。在垂直入射下，对于中子束（$λ$ =2.5 $Å$）测量到${\approx}$ 6.2 ${\%}$的探测效率。空间分辨率优于0.5 mm FWHM。
2018-09-25 physics.ins-det
Neutron activation and prompt gamma intensity in Ar/CO$_{2}$-filled neutron detectors at the European Spallation Source
利用MCNP 6.1对Ar/CO $_{2}$中子探测器计数气体中的中子活化效应进行了蒙特卡罗模拟研究。建立了一个通用的MCNP模型，并通过简单的分析计算进行了验证。模拟和计算一致认为，只有$^{40}$ Ar激活可以有相当大的影响。结果表明，无论是从$^{40}$ Ar中子捕获的即时伽马强度，也没有产生的$^{41}$ Ar活动的影响，在探测器周围的伽马剂量率和背景水平。
2017-06-16 physics.ins-det
New neutron detector based on Micromegas technology for ADS projects
本文介绍了一种基于Micromegas技术的新型中子探测器，用于ADS模拟中子能谱的测量。介绍了TRIGA堆芯内140 MeV质子与靶相互作用的模拟中子能谱，并对新的探测器结构作了全面的描述。这种探测器的优势相比，传统的中子通量探测器和CELINA 14 MeV中子源设施在CEA-Cadarache的第一个原型所获得的结果。本文还介绍了快中子反应堆用Piccolo-Micromegas的未来发展。
2006-07-07 physics.ins-det
Performance tests of boron-coated straw detectors with thermal and cold neutron beams
新开发的硼涂层吸管（BCS）探测器的原型已在热和冷中子能量范围内进行了测试。它们的中子探测性能已达到行业标准（充满3He气体的探测器管）。测试表明，BCS管的探测效率接近其理论极限，这对于冷中子能量范围内的科学仪器是足够的。BCS探测器在信噪比和时间分辨率方面与3He管不相上下，在纵向空间分辨率方面更胜一筹。
2019-08-05 physics.ins-det
Evidence of fast neutron sensitivity for 3He detectors and comparison with Boron-10 based neutron detectors
基于3 He的中子探测器不再是中子散射应用的默认解决方案。无法满足新仪器所需的性能要求，以及3 He的短缺，推动了一系列旨在寻找中子探测新技术的研究计划。新探测器技术的特性已经过广泛测试，以证明其相对于最先进技术的有效性。其中，背景抑制能力是决定的关键。对于大多数仪器，信号背景比与性能品质因数密切相关。这些设计是为了利用新的高强度中子源预期的高通量。因此，不充分的背景抑制可能会显著影响测量，导致探测器饱和和误导事件。这对于信号相当弱的那种技术特别重要。第一次，3 He探测器的灵敏度快中子，En = 10 MeV，已估计。两个独立的测量：一个直接计算的基础上的减法，用于解开的热和快中子的贡献，而进一步的证据是间接计算，通过与最近公布的数据从10 B为基础的探测器的比较。这两项调查都给出了灵敏度数量级的表征。一组模拟，以及为了支持和验证的测量结果。从数据中观察到4x 10 -3的灵敏度。这比以前在基于10 B的探测器中观察到的高两个数量级。
2019-02-26 physics.ins-det
A neutron trigger detector for pulsed reactor neutron sources
针对脉冲反应堆中子源中子性质实验缺乏与中子产生同步的可靠触发信号的问题，设计实现了一种可提供相对精度4.5 ms同步触发信号的中子脉冲探测器。
2024-04-17 physics.ins-det
Characterization of R-134A superheated droplet detector for neutron detection
R-134 a（C_2H_2F_4）是一种低成本、易获得且不含氯的制冷剂，在其过热状态下可用作有效的中子探测器。由于其在水中的高溶解度，基于R-134 a的过热液滴检测器（SDD）通常非常不稳定，除非使用合适的添加剂来制造检测器，该添加剂使检测器稳定。已知SDD具有以短寿命和相对长寿命的亚稳态分布的过热液滴。我们已经研究了探测器的中子响应使用241 AmBe中子源，并获得了温度变化的核参数和这些液滴的状态间动力学使用两个状态模型。
2014-03-26 physics.ins-det
Development of a Pixel Detector for Ultra-Cold Neutrons
研制了一种高空间分辨率和时间信息的超冷中子像元探测器。10B和6Li被测试用于中子转换器，并且基于效率和空间分辨率，发现10B更合适。像素探测器的效率为44.1 ± 1.1%，空间分辨率为2.9 ± 0.1 μ m（1 sigma）。
2010-02-02 physics.ins-det
Novel Compact Accelerator-Based Neutron and Gamma Sources for Future Detector Calibration
新型超紧凑、可电切换、时间结构/脉冲、~1-14 MeV级中子和光子发生器可应用于嵌入大型探测器系统，特别是量热计，用于能量和操作校准。小尺寸适用于永久原位部署，或能够方便地插入大型高能物理探测器系统。对于原型的台架测试或探测器模块的生产测试，这些紧凑的n和伽马发生器提供了优势。
2013-08-01 physics.ins-det
Phenomenological model for predicting the energy resolution of neutron-damaged coaxial HPGe detectors
锗探测器的峰值能量分辨率随着中子注量的增加而变差。这是由于在晶体中中子产生的缺陷处的空穴捕获，这阻止了伽马射线的全部能量被探测器记录。同轴HPGe探测器的唯象模型的开发依赖于一个单一的，无量纲的参数，该参数与立即捕获的移动空穴在受损的晶体的概率。由于该阱参数与探测器尺寸和类型无关，因此该模型可用于预测能量分辨率随中子注量的变化。
2011-12-15 physics.ins-det
The Multi-Blade Boron-10-based Neutron Detector for high intensity Neutron Reflectometry at ESS
Multi-Blade是一种基于硼-10的气体探测器，旨在应对脉冲中子源中子反射测量中出现的挑战。中子反射计在瞬时计数率和空间分辨率方面是最具挑战性的仪器。该探测器的设计是为了满足即将在瑞典举行的欧洲光谱源（ESS）对反射计的要求。根据法国劳厄-朗之万研究所（ILL）以前获得的结果，在ESS建造了一个改进的演示器，并在匈牙利布达佩斯中子中心（BNC）和瑞典隆德大学的源测试设施（STF）进行了测试。在这篇手稿中讨论了探测器的详细描述和测试结果。
2017-01-26 physics.ins-det
Study on the imaging ability of the 2D neutron detector based on MWPC
研制成功了一个有效面积为200 mm \times 200 mm的基于~ 3 He中子源和多壁光子晶体的二维中子探测器。该探测器已在波长为1.37 μ m的准直中子束和Am/Be中子源上进行了测试。最佳空间分辨率为1.18 mm（FWHM），线性度良好。这与理论计算结果相吻合。
2013-05-22 physics.ins-det
Characterization of the Multi-Blade 10B-based detector at the CRISP reflectometer at ISIS for neutron reflectometry at ESS
Multi-Blade是一种基于硼-10的气态热中子探测器，旨在应对中子源中子反射测量中出现的挑战。中子反射计在瞬时计数率和空间分辨率方面是具有挑战性的仪器。该探测器是根据瑞典欧洲光谱源（ESS）反射计的要求设计的。多叶片已安装在英国ISIS中子和μ子源的CRISP反射计上并进行了测试。详细的检测器表征的结果进行了讨论，在这份手稿。
2018-03-26 physics.ins-det
Concept of a fast neutron detector based on 10B-RPCs
提出了一种基于10 B-RPC（hybrid double-gap Resistive Plate Chamber with 10 B4 C neutron converter）的探测10-4 ~ 5 MeV能量范围内快中子的方法。探测效率作为中子能量的函数是在蒙特卡罗模拟中获得的，使用Geant 4工具包对几种探测器配置进行模拟。中子转换器的厚度被优化以获得最大效率。结果表明，对于这种类型的探测器，有可能获得大于50%的平均探测效率与中子能量的弱依赖性。还讨论了暗计数率和γ灵敏度。
2021-12-23 physics.ins-det
Response of a Liquid $^3$He Neutron Detector
研究液态 $^3$He 中子探测器（采用闪烁读数）的响应，利用 $^3$He(n,p) 过程，预期效率比 10 atm 气体探测器提升约 64 倍。
2023-12-28 physics.ins-det
A neutron detector with spatial resolution of submicron using fine-grained nuclear emulsion
我们一直在研制一种空间分辨率为亚微米的中子探测器，方法是将~ 6Li装入细颗粒核乳胶中。通过暴露于热中子，观察到中子俘获事件的径迹。从它们的颗粒密度，空间分辨率估计。探测效率也通过冷中子实验测量。
2016-12-14 physics.ins-det
Multilayer $^{10}B$-RPC neutron imaging detector
衬有$^{10}B_{4}$ C中子转换器的电阻板室（RPC）是一种有前途的位置灵敏热中子探测技术，在空间分辨率和时间方面优于$^{3}$氦基探测器。然而，对于其他类型的气体探测器与单层$^{10}B_{4}$ C在正常的束入射下，单间隙$^{10}B$ -RPC的热中子的探测效率仅为6%左右。为了克服这一局限性，我们引入了一个多层$^{10}B$ -RPC检测器与堆叠的10个双间隙混合RPC。介绍了探测器的设计及其在FRM II中子设施的TREFF中子束线上进行表征的结果。结果表明，该系统对波长为4.7 μ m的中子的探测效率超过60%，空间分辨率（FWHM）在X和Y方向分别为0.25 mm和0.35 mm。
2020-05-26 physics.ins-det
Detector rates for the Small Angle Neutron Scattering instruments at the European Spallation Source
建造世界上最强大的中子源--欧洲中子源（ESS），需要在仪器部件设计的大多数前沿取得重大技术进步。探测器也不例外。目前中子散射设施的现有实现处于其性能极限，有时几乎不能满足科学需求。在全面运作的ESS将产生前所未有的中子亮度。这意味着新检测器设计的最具挑战性的方面之一是增加的速率能力，特别是峰值瞬时速率能力，即，在中子脉冲峰值时，每个通道、像素或cm $^2$撞击探测器的中子数。本文着重于估计的事件和检测率，预计为小角中子散射（SANS）仪器计划为ESS。各种方法被应用，其结果。
2018-07-09 physics.ins-det
Boron-10 layers, Neutron Reflectometry and Thermal Neutron Gaseous Detectors
如今，中子设施正朝着更高通量的方向发展，例如位于瑞典隆德的欧洲中子源（ESS），这意味着对仪器性能提出了更高的要求。He-3由于其良好的性质，多年来一直是热中子探测的主要演员。大约从2001年开始，He-3储存量一直在下降。目前，世界正面临氦-3短缺的问题。这使得大面积探测器（几平方米）的构造不再现实。减少这些应用对He-3需求的一种方法是将用户转移到替代技术，如硼-10。虽然在大面积应用中完全有必要取代He-3，但这并不是小面积探测器的主要问题，研究的重点是提高它们的性能。有些技术似乎很有前途，但实施起来可能会遇到技术挑战。为了验证这些新技术，必须对几个方面进行研究，例如探测效率和伽马射线灵敏度。几个探测器，基于硼-10层，已经构思，建造和测试。我们已经奠定了坚实的理论基础，通过实验证实，为了解的主要方面的固体转换层中采用的中子探测器。我们还实际探索，通过原型的构造和表征，一种特定类型的基于固体转换器的中子探测器，多叶片，特别适合于中子反射计的应用。
2014-06-12 physics.ins-det
soLenoid and time projectioN chAmber for neutron lifetime measurement -- LINA
在中子寿命的测量中，质子计数法和中子计数法之间存在1%的差异。本文提出了一种新的电子计数方法，该方法具有磁场，目标是0.1%的准确度，这将有可能探索的差异。
2016-03-21 nucl-ex physics.ins-det
Liquid $^3$He Detectors for Neutrons
本文提出一种低温液态氦-3探测器，通过极低放射性本底设计解决传统气态探测器无法测量地下实验室微弱中子通量的问题，实现低通量环境下的高效中子探测。
2024-06-13 physics.ins-det
Design and Performance of a Hybrid Fast and Thermal Neutron Detector
我们报告了一个定制的混合探测器的性能和表征，包括BC 501 A液体闪烁体的快中子和BC 702闪烁体的热中子。对BC501A液体闪烁体探测器进行了标定和分辨。为了区分γ中子、快中子和热中子，发展了脉冲形状鉴别（PSD）技术。在GEANT 4中开发了蒙特卡罗模拟软件包，由测量的反冲能谱得到实际的中子能谱。用241AmBe（α，n）中子能谱的重建对所提出的方法进行了检验。
2016-12-02 physics.ins-det
Conceptual design and first results for a neutron detector with interaction localization capabilities
提出了一种新的高精度探测器，用于研究β缓发中子发射和直接反应研究中的中子。中子探测器与Xn跟踪（NEXT）阵列的目的是保持高的固有中子探测效率，同时减少中子能量测量的不确定性。单个NEXT模块由薄塑料闪烁体段组成，每个闪烁体段都是光学分离的，能够区分中子-伽马。每个分段的模块耦合到位置敏感的光电探测器，使得能够高精度地确定中子到达时间和有效体积内的相互作用位置。设计研究已经进行了模拟和实验测试的基础上，导致原型单位的建设。使用$^{252}$ Cf中子源和加速器产生的单能中子测量的第一结果。
2019-06-05 physics.ins-det
Software-based data acquisition and processing for neutron detectors at European Spallation Source - early experience from four detector designs
欧洲中子源（ESS）将以高通量提供中子，用于各种中子散射技术。中子源设施和科学仪器将设在隆德，数据管理和软件中心将设在哥本哈根。ESS正在与其欧洲实物合作伙伴一起开发一些探测器原型，例如：SoNDe，Multi-Grid，Multi-Blade和Gd-GEM。这些都是位置敏感探测器，但使用不同的技术来探测中子。除电子读数数字化外，预计所有中子数据都将在软件中处理。这提供了最大的灵活性和适应性，并允许对原始数据进行深入检查，以降低启动新探测器技术的风险。但它也需要开发高性能的软件处理管道和优化的可扩展的处理算法。本文介绍了中子数据通道的ESS系统结构，重点介绍了探测器与DMSC之间基于UDP的以太网接口。该报告还描述了探测器数据处理的软件架构和我们开发的工具，这些工具已被证明对有效的早期实验非常有用，并且可以在一台笔记本电脑上运行。处理要求的SoNDe，多网格，多叶片和锗GEM探测器，并比较事件处理率存档至今。
2018-10-22 physics.ins-det
Improved Fast Neutron Spectroscopy via Detector Segmentation
有机稀释剂广泛用于快中子探测和光谱学。几种效应使基于这些材料的探测器的结果的解释复杂化。第一，快中子通常会在其所有能量沉积在探测器内之前离开探测器;第二，快中子通常会在探测器内多次散射，并且每次散射产生的闪烁光与能量之间存在非比例关系;因此，在观察到的闪烁光与沉积的中子能量之间不存在确定性关系。在这里，我们展示了一种硬件技术，以减少这两种影响。分段检测器的使用允许光输出非比例性的逐个事件校正，并且允许优先选择具有接近完全能量沉积的事件，因为这些事件通常将具有高的分段多重性。
2009-08-09 physics.ins-det
A novel energy resolved neutron imaging detector based on TPX3Cam for the CSNS
中国散堆中子源（CSNS）以脉冲方式运行，具有高中子通量。这提供了通过使用TOF（飞行时间）方法进行能量分辨中子成像的机会。CSNS正在建造能量分辨中子成像仪（ERNI），但探测器面临的重大挑战仍然存在，因为它同时需要小于100 μm的空间分辨率以及微秒级的时间分辨率。本研究建立了一个基于快速光学相机TPX3Cam和像增强器的能量分辨中子成像探测器原型。为了评估其性能，在CSNS的BL 20中进行了一系列原理验证实验，以测量空间分辨率和中子波长谱，并使用切片波长和钢样品的布拉格边缘成像进行中子成像。采用质心算法获得了57 μm的空间分辨率，时间分辨率为微秒级，测量的波长谱与束流监测器测量的波长谱一致。此外，可以选择任何波长用于给定对象的中子成像，并且探测器可以用于布拉格边缘成像。结果表明，该探测器性能良好，能够满足CSNS对ERNI探测器的要求
2021-02-26 physics.ins-det
A simulational study of the indirect geometry neutron spectrometer, BIFROST at the European Spallation Source, from neutron source position to detector position
欧洲散中子源（ESS）旨在成为世界上最强大的散中子源，并在未来几十年内成为中子科学的旗舰。异常高的中子通量将为科学实验提供独特的机会，但也对探测器提出了很高的要求。最具挑战性的方面之一是速率能力，特别是峰值瞬时速率能力，即在中子脉冲的峰值处每个通道或cm $^2$撞击探测器的中子数。本文的主要目的是估计事件率，预计为ESS计划的BIFROST仪器，并演示使用强大的模拟工具，正确解释晶体材料中的中子输运。一个完整的仿真模型的仪器从源到检测器的位置，实现了使用多个仿真软件包。对于一个单一的检测管的瞬时入射率与最大的1.7 GHz的布拉格峰从单晶，和0.3 MHz的钒samples.This还包括一个新的热解石墨模型的首次应用，并比较不同的模拟工具，以突出其优点和缺点。
2020-11-09 physics.ins-det
Absolute efficiency calibration of 6LiF-based solid state thermal neutron detectors
在研究、工业、安全和国土安全应用中，对新的热中子探测器作为3He管的替代品的需求正在增长。这些需求引发了关于新一代热中子探测器的研究和开发活动，其特征在于与3He管相当的合理效率和伽马抑制。在本文中，我们展示了一种有前途的低成本技术的最新发展，基于商业固态硅探测器加上薄的中子转换器层的6LiF沉积到碳纤维衬底上。用GEANT4模拟程序对几种构型进行了研究，然后在PTB热中子校准装置上进行了校准。结果表明，所测量的检测效率很好地再现了仿真，因此验证了仿真工具，鉴于新的设计。这些中子探测器也已经在ISIS（Rutherford Appleton Laboratory，UK）和n_TOF（CERN）等中子束设施中进行了测试，其中一些样品已经用于束流通量和2D剖面测量。预计即将应用于在线监测临时储存场所的乏核燃料桶。
2018-01-08 physics.ins-det
Development of energy-resolved neutron imaging detectors at RADEN
在脉冲源处的能量分辨中子成像利用通过飞行时间测量的能量依赖的中子透射来提取关于物体的内部微观结构的定量信息。在日本J-PARC的RADEN仪器中，我们使用了采用微图案探测器或快速锂玻璃闪烁器的尖端探测器和快速全数字数据采集来进行此类测量，同时继续开发更好地利用强中子源。特别是对于基于微像素室的中子成像探测器（μNID），一个具有400 μm间距并使用3 He进行中子转换的微图案探测器，我们成功地将空间分辨率从200 μm提高到100 μm，将对热中子的探测效率从18%提高到26%，并且将最大计数率从0.4提高到1 Mcps。我们还测试了一种新的读出元件，间距为215 μm，以进一步提高空间分辨率，以及一种具有硼基中子转换器的μNID，以提高速率性能。
2018-06-26 physics.ins-det
Solid-state neutron detectors based on thickness scalable hexagonal boron nitride
本文报道了基于六方氮化硼（hBN）的固态热中子探测器的器件工艺和表征，其中hBN厚度从2.5到15微米不等。这些天然hBN外延层（具有19.9%B-10）通过低压化学气相沉积工艺生长。这些金属-半导体-金属（MSM）结构探测器的制作采用了完全干法工艺。这些探测器显示，对于2.5、7.5、10和15微米的天然hBN厚度值，固有热中子探测效率值分别为0.86%、2.4%、3.15%和4.71%。测量的效率非常接近（超过92%）的理论最大效率为相应的hBN厚度值，这些检测器。这清楚地示出了这些检测器的hBN厚度可缩放性。如果使用富集的hBN（具有~ 100%B-10）代替天然hBN，则基于15微米厚hBN的MSM检测器预期产生21.4%的效率。这些结果表明，hBN厚度可缩放的高效热中子探测器的制造是可能的。
2016-10-11 physics.ins-det
Unfolding the fast neutron spectra of a BC501A liquid scintillation detector using GRAVEL method
中子能谱的精确知识在基础研究和应用中是有用的。介绍了用BC 501 A液体闪烁探测器测量和展开快中子能谱的全过程。实验测量了Am-Be中子的反冲质子谱。利用NND 7程序对探测器的响应矩阵进行了模拟。结合反冲质子能谱和响应矩阵，采用GRAVEL迭代算法对中子能谱进行展开。开发了基于GRAVEL方法的MatLab程序。成功地展开了Am-Be源的连续中子能谱和D-T源的单能中子能谱，并与标准参考谱符合良好。展开的Am-Be谱比近年来人工神经网络展开的Am-Be谱更精确。
2013-11-28 physics.ins-det
Pulse shape analysis of neutron signals in Si-based detectors
三种不同的硅基中子探测器，即一维128通道，0.5毫米空间分辨率的硅微带传感器耦合到天然Gd转换器，一个中等大小的一系列测试实验？1cm ~ 2 PIN二极管与nGd_2 O_3或~（157）Gd_2 O_3转换器耦合，SiPM光电倍增管与中子吸收器耦合，展示了这类热中子探测器件的性能。脉冲形状的分析方法，旨在提高这些设备的性能，通过优化的歧视的中子信号从噪声和背景辐射，提出，描述和测试。本研究的目的是在飞行时间测量仪器中实现中子信息的实时应用和单粒子存储。
2018-05-03 physics.ins-det
Neutron reflectometry with the Multi-Blade 10B-based detector
Multi-Blade是一种基于硼-10的气体探测器，用于瑞典欧洲中子源（ESS）的中子反射仪。中子反射计探测器的主要挑战是瞬时计数率和空间分辨率。在英国ISIS中子和μ子源的CRISP反射计上对多叶片进行了测试。已经进行了一系列科学测量，以研究多叶片在实际仪器条件下的响应。这些测试的结果在本手稿中进行了讨论。
2018-04-18 physics.ins-det
Investigation of gamma-ray sensitivity of neutron detectors based on thin converter films
目前，许多用于热中子探测的探测器技术正在开发中，以降低对稀有3He气体的需求。采用气体正比计数器法读出的固体薄膜中子转换器气体探测器已被推荐作为大面积覆盖应用的合适选择。本文研究了γ射线在中子测量中产生假计数的概率。模拟结果与10 B薄膜原型和3He探测器的测量结果进行了比较。结果表明，采用这种新技术可以达到与3He管相当的γ射线抑制率。这里提出的论点和结果也适用于具有转换器而不是固体10B层的气体探测器，例如6Li层和10BF3气体。
2013-06-26 physics.ins-det
Analysis of the detective quantum efficiency of a neutron image plate detector
本文的目的是导出一个包括系统所有基本参数的中子像板探测器探测量子效率的一般公式。依赖于该公式，在输出信号的形成所涉及的各种过程的影响进行了讨论和估计。对商用中子像板BAS-IP ND 2025（FUJIFILM）的DQE理论值和实验值进行了比较。
2019-01-29 physics.ins-det
Study of Silicon+6LiF thermal neutron detectors: GEANT4 simulations versus real data
替代性热中子探测技术和方法的研究和开发是当前需要的。商业固态硅探测器，加上含有6Li的中子转换器层，已被证明代表了一个可行的解决方案，如文献中存在的几个应用。为了更好地了解这些探测器的详细操作以及响应和效率，进行了一系列专门的GEANT 4模拟，并与在几种不同配置中收集的实际数据进行了比较。结果表明，数据和模拟之间的显着一致性，表明探测器的行为是完全理解的。
2017-03-06 physics.ins-det
Parameters Affecting Temporal Resolution of Time Resolved Integrative Optical Neutron Detector (TRION)
时间分辨积分光学中子（TRION）探测器是为快中子共振射线照相（FNRR）而开发的，FNRR是一种快中子透射成像方法，利用En = 1-10 MeV范围内总散射截面的特征能量变化来探测射线照相物体内的特定元素。与经典的事件计数飞行时间（ECTOF）相反，它在与预先选择的能量仓相对应的明确定义的中子飞行时间窗口期间对探测器信号进行积分，例如，能量间隔跨越诸如C、O和N的元素的横截面共振。探测器的综合特性允许在非常强烈的脉冲中子通量下进行无损耗操作，但代价是记录的时间分辨率下降。这项工作提出了一个理论和实验评估的探测器相关参数，影响时间分辨率的TRION系统。
2013-11-12 physics.ins-det
A μ-TPC detector for the characterization of low energy neutron fields
AMANDE设施产生从2 keV到20 MeV的单能中子场，以供研究之用。作为一个参考设施，中子场的注量和能量分布必须由主要的测量标准来确定。为此，正在开发一个微型时间投影室，专门用于测量能量范围从8 keV到1 MeV的中子场。在这项工作中，我们提出的模拟表明，这样的检测器，它允许测量的电离能和反冲核的三维重建，提供了这些中子场的中子能量和注量的测定。
2012-03-12 physics.ins-det
A large area, high counting rate micromegas-based neutron detector for BNCT
针对现有BNCT用探测器探测面积小、难以开展全尺寸二维束流测量的问题，研究人员基于micromegas技术研发了一款288mm×288mm的高计数率中子探测器，可测量多类中子与伽马成分，成像性能、计数率、线性响应及空间分辨率均满足BNCT应用需求，具备良好发展前景。
2023-04-29 physics.ins-det
Novel Boron-10-based detectors for Neutron Scattering Science
目前中子散射科学的仪器能力正在不断提高。世界上大多数中子源都在推动其技术的发展，以提高性能。位于瑞典的欧洲中子源（ESS）也推动了中子散射的发展，这是一个刚刚开始建设的中子设施。关于小面积探测器（1平方米），3 He技术，这是今天的尖端，正在达到其发展的根本限制。计数率能力、空间分辨率和成本效益只是必须改进以满足新要求的特征的几个例子。另一方面，3 He技术仍然可以满足大面积应用（50 m^2）的探测器要求，但是，由于目前世界正在经历的3 He短缺，这不再实用。本手稿介绍了劳厄-朗之万研究所（ILL）和ESS合作框架内开发的最新探测器进展（多网格和多刀片原型）。特别是两个新的10 B为基础的探测器进行了描述，一个大面积的应用程序（多网格原型）和一个应用于中子反射（小面积的应用程序，多叶片原型）。
2015-01-21 physics.ins-det
NEUCAL: a prototype detector for electron/hadron discrimination through neutron measurement
NEUCAL是一种中子探测器，目前正在研究中，用作补充电磁（e.m.）在高能宇宙射线中鉴别电子/强子的量热计。它的目的是揭示不同产额的中子在e.m.和强子簇射，不仅要对被动慢化后在敏感探测器中吸收的信号进行计数，而且要寻找慢化阶段产生的信号。本文介绍了一个原型探测器的基本原理和测试结果。实验数据与模拟的第一个初步比较也显示。
2010-08-11 physics.ins-det
A 2D pixelated stilbene scintillator detector array for simultaneous radiography with fast neutrons and gammas
为实现快中子与γ射线同时辐射的射线照相应用，我们研制了一种探测器，它由16个二苯乙烯晶体组成4 $\times$ 4二维阵列，间距为5 mm，深度为25 mm，晶体阵列由硅光电倍增器和定制的信号处理电路读出。探测器原型在Paul Scherrer研究所使用定制的D-D快中子发生器进行了测试。通过应用脉冲形状鉴别算法，探测器能够同时探测和区分快中子和伽马。对放置在源和探测器之间的不同材料和厚度的衰减样品进行了测试，并将测量的宏观快中子截面与预期进行了比较。在详细的Geant 4模拟的帮助下研究了偏差。对D-D快中子的探测效率约为10%。
2020-12-22 physics.ins-det
