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一台用于AMS测量的Bragg探测器的研制

李国强  
【摘要】:加速器质谱(AMS)是质谱方法中灵敏度最高的一种测量方法,灵敏度可达10~(-15)(同位素丰度比),探测限达到10~4个原子。在AMS技术中遇到的最大的技术难题是如何鉴别来自样品中的同量异位素干扰,如在~(26)Al测量中存在的~(26)Mg的干扰。粒子探测器是AMS装置中的关键部件之一。随着探测对象的不同,其探测器也有所选择。为了更好地测量较重核素,实现同量异位素的鉴别,本论文工作开展了AMS专用Bragg探测器研制工作。 Bragg探测器是一种全阻止型的气体电离室,主要包括阳极、栅极和阴极三个分离的电极。在栅极和阴极之间装有分压环,以获得均匀的轴向电场。当带电粒子射入Bragg电离室时,沿入射方向,可得到一条Bragg曲线。根据Bragg曲线,我们可以得到总能量E,Bragg峰值B.P信号,从而通过Z—E矩阵来鉴别粒子。 用~(241)Am源的α粒子对该探测器的主要性能进行了调试。结果显示,选择约化场强在ε_(g-c)=0.2~0.35V/cm·T时,能量E和Bragg峰值有稳定的信号值和好的分辨。能量和Bragg峰值信号随阳极电压变化的关系曲线反映出在ε_(a-g)/ε_(g-c)=2.5左右是较好的工作条件。在调试的最佳状态下,对~(241)Am源的α粒子的能量和电荷分辨分别为:△E/E≈2.6%; 广西大学硕士学位论文 咧z二2 .98%。 为了更好的检验Bragg探测器的性能,用Bragg探测器系统对在 加速器上产生的’7AI,’6Mg离子进行了实际测量。从实验的结果来看, Bragg探测器的能量(E)分辨达到1 .4%,Bragg峰(z)值的分辨好 于3.2%。这表明该Bragg探测器可以用于AMS测量中的核素鉴别。 论文工作是在实现‘应用Bragg探测器实现较重核素的AMs测量” 的目的下进行的,本人在论文工作中的主要贡献在于参与设计制造了 Bragg探测器,并应用a粒子对探测器进行了调试和在AMS束流线上 进行了重离子实验。


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