Методологiя роздiлення нейтронних та гамма-iмпульсiв
DOI:
https://doi.org/10.26565/2312-4334-2026-2-09Ключові слова:
інтегрування заряду, сцинтилятори, гамма-нейтрон роздiлення, стильбен, роздiлення за формою iмпульсу, метод порiвняння зарядiв, перетин нуля, показник якостi роздiлення, CAEN DT5720eАнотація
У цьому дослiдженнi ми запропонували нову методологiю дискримiнацiї гамма-нейтронних сигналiв у порiвняннi з класичним методом iнтегруванням заряду. Для запису експериментального набору даних використовувався осцилограф з високою частотою дискретизацiї Keysight DSOX 6004a (20 ГС/с). Еталонний експеримент було записано за допомогою настiльного дiджитайзера CAEN DT5720e з встановленою прошивкою DPP PSD. Як детектор було обрано сцинтилятор стильбен розмiром 50 мм x 50 мм, з фотопомножувачем R1307 Hamamatsu. Згасання сцинтиляцiйного iмпульсу має експоненцiальний хвiст залежно вiд природи частинок. Запропонований метод спрямований на класифiкацiю геометричної пiкової асиметрiї сцинтиляцiйного iмпульсу, виявленого детектором, де коефiцiєнт дискримiнацiї – це вiдношення розрахованої ваги iмпульсу (центроїда) до положення максимальної амплiтуди iмпульсу в часi. Центроїд швидшого гамма-iмпульсу ближче до максимальної амплiтуди iмпульсу та значно змiщений для затриманих нейтронних iмпульсiв. Обговорюваний пiдхiд дозволяє класифiкувати подiї з порiвнянною точнiстю до методу iнтегрування заряду.
Ключовi слова: Iнтегрування заряду; сцинтилятори; гамма-нейтрон роздiлення; стильбен; роздiлення за формою iмпульсу;
метод порiвняння зарядiв; перетин нуля; показник якостi роздiлення; CAEN DT5720e
Посилання
G. Onyshchenko, I. Yakymenko, O. Sidletskiy, P. Kuznietsov, O. Tarasenko, O. Shchus, I. Tolkunov, et al., ”Analysis of radiation methods for explosive materials detection,” East European Journal of Physics, (4), 682–695 (2025). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2025-4-74
G. Onyshchenko, V. Ryzhikov, I. Yakymenko, V. Khodusov, S. Naydenov, A. Opolonin, and S. Makhota, ”The Investigation of Mechanisms of Fast Neutron Registration in Oxide Scintillators,” East Eur. J. Phys. (3), 54-62 (2019). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2019-3-07
G.M. Onyshchenko,V.D.Ryzhikov, I.I.Yakymenko, and O.P. Shchus’, ”The Threshold of Detection of Fission Materials by ZnWO4 and Bi4Ge3O12 Scintillation Detectors,” East Eur. J. Phys. (4), 91-94 (2019). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2019-4-10
M. Nakhostin, and P. M. Walker, ”A comparison of digital zero-crossing and charge-comparison methods for neutron-gamma pulse shape discrimination,” Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A, 621(1-3), 498-501 (2010). https://doi.org/10.1016/j.nima.2010.06.252
M. Nakhostin, ”A comparison of digital zero-crossing and charge-comparison methods for neutron/γ-ray discrimination with liquid scintillation detectors,” Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A-accelerators Spectrometers Detectors and Associated Equipment, 797, 77-82 (2015). https://doi.org/10.1016/j.nima.2015.06.041
X. Zhu, C. Feng, Q. Li, Z. Shen, S. Liu, and Q. An, ”FPGA-Based Real-Time n/γ Discrimination With Liquid Scintillator,” IEEE Transactions on Nuclear Science, 65(12), 2877-2882 (2018). https://doi.org/10.1109/TNS.2018.2877598
S. Korolczuk, M. Linczuk, R. Romaniuk, & I. Zychor, ”Development of a digital method for neutron/gamma-ray discrimination based on matched filtering,” Journal of Instrumentation, 11(09), C09013, (2016). https://doi.org/10.1088/1748-0221/11/09/c09013
K. J.Weinfurther, P.Marleau, and M. Sweany, ”Pulse shape measurements for neutron/gamma discrimination using the TOFPET2 ASIC,” Journal of Instrumentation (JINST), 18(07), P07015 (2023). https://doi.org/10.1088/1748-0221/18/07/P07015
I. Yakymenko, G. Onyshchenko, O. Sidletskiy, V. Trusova, O. Tarasenko, P. Kuznietsov, S. Lytovchenko, et al., ”Fast neutron discrimination using the Stilbene scintillator,” East European Journal of Physics, 4, 555–559 (2025). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2025-4-58
I. Yakymenko, T. Szczesniak, O. Sidletskiy, P. Kuznietsov, A. Syntfeld-Kazuch, M. Grodzicka-Kobylka, V. Trusova, et al., ”Experiment details in time resolution measurements of LYSO scintillator,” East European Journal of Physics, (4), 661–666 (2025). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2025-4-71
P. Li, and H. Liu, ”Dataset for neutron and gamma-ray pulse shape discrimination.” arXiv (Cornell University). (2023). https://doi.org/10.48550/arxiv.2305.18242
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
