Neutron detection using the superconducting Nb-based current-biased kinetic inductance detector
Neutron detection using the superconducting Nb-based current-biased kinetic inductance detector
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使用超导铌基电流偏置动感电感探测器进行中子探测
DOI：
10.1088/1361-6668/aa7a3d
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发表时间：
2017
影响因子：
3.6
通讯作者：
Ishida Takekazu
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Shishido Hiroaki;Yamaguchi Hiroyuki;Miki Yuya;Miyajima Shigeyuki;Oikawa Kenichi;Harada Masahide;Hidaka Mutsuo;Oku Takayuki;Arai Masatoshi;Fujimaki Akira;Ishida Takekazu
我们演示了使用无he超导偏流动态电感探测器（CB-KID）的中子探测，该探测器由超导Nb弯曲线和10b中子吸收层组成。CB-KID是基于10b和中子之间的核反应引起的库柏对的动态电感瞬态过程。因此，在偏置电流-温度图中，CB-KID可以在宽超导区域工作，如本文所示。在直流偏置电流作用下，动态电感的瞬态变化产生电磁波脉冲。信号沿弯曲线向极性相反的两侧传播，其中信号极性受偏置电流方向支配。信号的一半最大值的全宽度保持在几十ns的数量级，这证实了我们的探测器的高速运行。我们利用多通道CB-KIDs在一维上确定了精度在1.3 mm以内的中子入射位置。
We demonstrate neutron detection using a solid-state 3 He-free superconducting current-biased kinetic inductance detector (CB-KID), which consists of a superconducting Nb meander line and 10 B neutron absorption layer. The CB-KID is based on the transient process of kinetic inductance of Cooper pairs induced by the nuclear reaction between 10 B and neutrons. Therefore, the CB-KID can be operated in a wide superconducting region in the bias current–temperature diagram, as demonstrated in this paper. The transient change of the kinetic inductance induces the electromagnetic wave pulse under a DC bias current. The signal propagates along the meander line toward both sides with opposite polarity, where the signal polarity is dominated by the bias current direction. The full width at half maximum of the signals remains on the order of a few tens of ns, which confirms the high-speed operation of our detectors. We determine the neutron incident position within 1.3 mm accuracy in one dimension using the multichannel CB-KIDs.
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