液體閃爍體高能中子探測器研究.pdf

1、本論文以加速器驅(qū)動次臨界系統(tǒng)(ADS)為主要研究背景,介紹了液體閃爍體探測器的探測機理及相關(guān)物理特性,研究了ADS系統(tǒng)中散裂中子源的產(chǎn)生及分布特點以及高能中子與液體閃爍體相互作用產(chǎn)生的次級粒子的能譜、次級粒子的能量沉積和光輸出,并結(jié)合FLUKA蒙特卡羅程序的模擬結(jié)果討論了入射中子能量、中子入射位置、探測器的尺寸和探測閾值對探測效率的影響。本文為幾十MeV到1GeV的高能中子的探測提供了參考依據(jù)。
　　本論文應(yīng)用FLUKA蒙特卡羅程

2、序?qū)σ幌盗心芰康母吣苜|(zhì)子與一定厚度的Al、Fe和Pb靶的散裂反應(yīng)進(jìn)行了模擬,并將獲得的雙微分截面的模擬結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行對比,確定了ADS散裂中子源的能量范圍和空間分布。通過模擬一系列能量的準(zhǔn)直單能中子源與NE213液體閃爍體的相互作用,獲得了相互作用中產(chǎn)生的次級粒子的能譜,分析了各次級粒子的能量沉積特點,從而確定了閃爍體的主要發(fā)光位置和模擬中需主要考慮的次級粒子類型,并總結(jié)出探測器尺寸對探測效率的影響。本文通過設(shè)定FLUKA中相關(guān)卡片

3、的參數(shù),將Birks公式應(yīng)用到模擬研究中,實現(xiàn)了粒子沉積能量向光輸出的轉(zhuǎn)化功能,模擬了一系列能量的高能中子在NE213閃爍體中產(chǎn)生的光輸出譜,并對各次級粒子產(chǎn)生的光輸出進(jìn)行了對比。根據(jù)模擬結(jié)果與實驗值的一致性判定了FLUKA用于閃爍體探測器研究的可靠性,并總結(jié)出在光輸出模擬中需要考慮的主要次級粒子類型。
　　本文結(jié)合ROOT數(shù)據(jù)處理工具,研究了一系列因素對中子探測效率的影響。模擬得到了各尺寸的NE213液體閃爍體探測器的探測效率隨

4、著中子能量的規(guī)律性變化曲線,分析了影響各能量段的探測效率的主要次級粒子類型;給出了各能量的中子的探測效率隨中子入射到探測器前表面位置的變化曲線值,判定了臨界入射位置的存在;研究了閃爍體長度、閃爍體直徑對一系列能量的中子的探測效率的影響情況,為中子探測中閃爍體尺寸的最優(yōu)化選取提供了參考;模擬研究了探測閾值的設(shè)定對一系列尺寸的探測器的探測效率的影響,并得出了較敏感閾值的范圍。本研究為以后高能中子,特別是能量達(dá)到1GeV的中子的探測提供了理論