随着脉冲射线束测量技术研究的深入,对探测器的性能提出了更高的要求,这就需要利用实验室的模拟源开展预先研究,虽然国内已有多种类型的脉冲射线束模拟装置,但尚缺少单能脉冲γ射线源,而它对脉冲射线测量技术研究是十分必要的和急需的。然而,由于受这种源本身技术发展的限制,过去一直没有建立这类模拟源。本课题主要研究"闪光二号"加速器产生的高功率质子束与19F核素发生共振俘获反应产生准单能脉冲γ射线的技术,重点研究抑制和减小二极管电子束轫致辐射的干扰技术;提高准单能脉冲γ光子产额的技术;高功率质子束的传输技术研究;准单能脉冲γ射线强度测量技术;探索能够作为计量传递的测量手段和方法,并为利用这种方法产生其它能量的单能脉冲γ射线,从而获得多个单能点脉冲γ射线束奠定基础。
研究了准单能脉冲γ射线的产生和测量以及降低干扰的技术。获得了强度4.5E15/s,脉宽47ns,能量6.129MeV的高强度准单能脉冲γ射线,建立了监测系统。研究了自箍缩质子束二极管的工作过程,阴阳极等离子体运动对其束流特性的影响,给出了束流修正公式,与实测结果符合很好。研究了提高质子束流强度和引出效率从而相应提高准单能脉冲γ射线强度的技术途径。采用飞行时间法从时间和距离上分离和降低轫致辐射干扰,通过采用加2μm厚Mylar膜和在漂移管中充气等技术,质子束传输90cm,使轫致辐射干扰与准单能γ射线脉冲从时间上分开超过100ns,并由于传输距离的增加,基本消除了轫致辐射的干扰。采用复合测量系统对高功率质子束参数进行测量,结果表明质子束能量500keV,束流160kA,质子个数6E16,并依据质子测量结果计算得到准单能γ射线强度;同时采用新研制的效率增强和串列大面积、高灵敏PIN探测器测量准单能脉冲γ光子总产额,所采用的效率增强层,既有效提高了准单能γ射线的探测效率,同时起到了抑制轫致辐射干扰的作用,并采用闪烁探测器测量脉冲宽度,得到γ射线的强度,与计算结果一致。