基于SCA波形采样读出电子学的CSNS Back-n中子飞行时间测量

摘要：

中国散裂中子源(CSNS)反角白光中子束线(Back-n)对中子核数据测量和核技术应用等多个领域均有重要意义.为监测其中子束斑轮廓、束流密度及束流能量,研制了由镀硼微网格气体(Micromegas)探测器构成的束流剖面监测装置,并通过测量中子的飞行时间(TOF)来获得能量信息.采用基于开关电容阵列(SCA)专用集成电路(ASIC)的波形采样电子学系统,实现了128路Micromegas探测器阳极条信号的低噪声放大、成形和波形数字化,在现场可编程逻辑门阵列(FPGA)芯片中实现了对信号过阈时间的实时测量,其量程为650 ns～10 ms,电子学时间分辨好于10 ns.在CSNS Back-n上开展实验,成功获得了中子束流剖面及10.65μs～10 ms范围的飞行时间谱,对应的中子能量范围约为0.16 eV～0.14 M eV.利用钽、钴等吸收体进行了中子共振吸收峰的检验,验证了读出电子学系统的功能及飞行时间测量的正确性.

关键词：中子飞行时间测量、SCA波形采样、读出电子学

所属期刊栏目：54

分类号：O572.21(原子核物理学、高能物理学)

资助基金：国家自然科学基金资助项目;国家重点研发计划资助项目

在线出版日期：2020-06-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：1005-1012