Superconducting neutron detector by using MgB_2

MgB_2超导中子探测器

基本信息

  • 批准号:
    16360477
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 9.66万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    2004
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2004 至 2005
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The thermal response of a membrane-structured MgB_2 film can be used to detect various sorts of radiations. High-quality MgB_2 films were prepared by a sputtering technique. The MgB_2 radiation detector consisted of an MgB_2 thin-film meander line on a 0.5-μm-thick SiN membrane. The detector devices were placed in a 4K refrigerator, and the operating temperature was controlled at a certain temperature below T_c. Light from a 20-ps pulsed laser directly irradiated the MgB_2 device ; the end of the optical fiber was fixed in front of the device. An erbium-doped fiber amplifier (EDFA) and a GP-IB attenuator were used to control the laser power, and the output voltage was observed through a low-noise amplifier by using a digital oscilloscope. The output signals caused by thermal response were clearly observed. Systematic studies of the output signals were conducted, and effects of device design, dc bias conditions, bias temperature, and input laser power were considered. We report the out-of-equilibrium thermodynamics, which was investigated by means of extensive computer simulations based on the time-dependent Ginzburg-Landau equations, thermodynamics, and electrodynamics. Large-scale calculations were carried out under the realistic conditions of actual devices by using an Earth Simulator (ES). We demonstrated that one attractive application is to use the device as a novel neutron detector by employing the ^<10>B(n,α)^7Li nuclear reaction with a local energy release of 2.3 MeV.
膜结构MgB_2薄膜的热响应可用于检测各种辐射。采用溅射技术制备了高质量的MgB_2薄膜。 MgB_2辐射探测器由0.5μm厚的SiN膜上的MgB_2薄膜曲折线组成。将检测器装置置于4K冰箱中,工作温度控制在T_c以下一定温度。 20 ps脉冲激光直接照射MgB_2器件;光纤的末端固定在设备的前面。采用掺铒光纤放大器(EDFA)和GP-IB衰减器控制激光功率,并使用数字示波器通过低噪声放大器观察输出电压。可以清楚地观察到由热响应引起的输出信号。对输出信号进行了系统研究,并考虑了器件设计、直流偏置条件、偏置温度和输入激光功率的影响。我们报告了非平衡热力学,这是通过基于瞬态金兹堡-朗道方程、热力学和电动力学的广泛计算机模拟进行研究的。使用地球模拟器(ES)在实际设备的真实条件下进行了大规模计算。我们证明了一个有吸引力的应用是通过使用局部能量释放为 2.3 MeV 的 ^<10>B(n,α)^7Li 核反应将该装置用作新型中子探测器。

项目成果

期刊论文数量(50)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Direct numerical experiments for neutron detection using superconductor MgB_2
超导MgB_2中子探测直接数值实验
超伝導素子、それを用いた中性子検出装置及び超伝導素子の製造方法
超导元件、使用其的中子探测装置以及超导元件的制造方法
  • DOI:
  • 发表时间:
    2004
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Nonequilibrium Response of Superconducting MgB_2 Meander Line against Pulse Laser Irradiation
超导MgB_2曲折线对脉冲激光辐照的非平衡响应
  • DOI:
  • 发表时间:
    2006
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    T.Ishida;D.Fujiwara;M.Nishikawa;S.Miki;H.Shimakage;Z.Wang;K.Satoh;T.Yotsuya;M.Machida;M.Kato
  • 通讯作者:
    M.Kato
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  • 通讯作者:
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