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Geant4在CR39叠层探测器中的应用


第 2 6卷第 1期  2 0 1 4年 1月  强  激  光  与  粒  子  束  HI GH POW ER I   ASER AND PARTI CI   E BEAM S   Vo 1 . 2 6 ,NO . 1   J a n .,2 O 1 4   Ge a n t 4在 C R 3 9叠层 探 测器 中 的应 用  冯琛华,   王立宗,   朱学彬  

( 中 国 工 程 物 理 研 究 院 核 物 理 与化 学 研 究 所 ,四川 绵 阳 6 2 1 9 0 0 )   摘 要:   利用 G e a n t 4程 序 计 算 了 多种 不 同 组 合 C R 3 9 叠层探测 器的中子能 量响应 函数 , 研究 结果表 明,   中 子 能 量 响 应 函数 曲线 的 半 高 宽 和 探 测 下 限 分别 由 聚 乙烯 的厚 度 和 吸 收 片 的 厚 度 决 定 , 峰 值 由 聚 乙 烯 和 吸 收  片 的 厚 度 共 同决 定 。利 用 加 速 器 准 单 能 氘 氘 中 子 源 进 行 辐 照 实 验 , 获 得 了 4种 不 同 叠 层 组 合 探 测 器 的 2 . 4 5   Me V中子探测效率 , 并 与 计 算 曲线 进 行 了 比 较 , 结 果 吻合 较 好 , 验 证 了 Ge a n t 4程 序 计 算 结 果 的 可 靠 性 。   关键词 :  G e a n t 4 ;  C R 3 9 ;   中子能量响应 ;   中子能谱 ;   蚀 刻  中图分类号 : T L 8 l 6   文 献 标 志码 :   A   d o i : 1 0 . 3 7 8 8 / HP I   P B 2 0 1 4 2 6 . 0 1 4 0 0 7   C R 3 9径迹 探测 器具 有 尺寸 小 、 探 测效 率 高 和 对 7射线 不敏 感 的特 点l 1   ] , 因 而在 } 昆合 辐 射 场 ( 中子 、  ) 环  境 下 的 中子 测 量方 面有 广 泛 的应 用 。C R3 9组合 叠层 探 测 器 由聚 乙烯 、 吸收片和 C R3 9探 测 器组 成 , 通 过 采 用  多 种不 同厚 度 组合 的 聚 乙烯和 吸 收片 可达 到测 量 中子 能谱 的 目的 。利 用 叠 层探 测 器 测量 中子 能谱 , 首 先 需 要  通 过模 拟计 算 或实 验测 量获 得 中子 能量 响应 函数 , 即不 同能量 的中子在 C R3 9探测 器上 产生 的平 均径 迹数 ( 径  迹 数/ 中子 ) 。 由于 单能 中子源 能点 的 限制 , 仅依 靠实 验 的方式 难 以测得 完 整 的中子 能量 响应 函数 , 所 以一般 采  用 模拟 计算 和 实验 测量 结合 的方 式 , 通 过模 拟计 算获 得完 整 的 中子能量 响应 函数 , 再 利用 现有 单能 中子 源进 行  实 验测 量 以检 验模 拟程 序 的可靠 性 。 自 1 9 8 7年 C R3 9叠层 探测 器 首次用 于 中子 能谱 测量 以来[  , 国 内外 相 关  研 究人 员 一直 致力 于模 拟计 算 程序 的编制 和优 化 。Y. Na k a n e等人  。 ] 基 于蒙 特 卡 罗方 法 编 制 的 S S N RE S程  序 可计 算 能量 为 1 0 0   e V ̄8 0   Me V 的 中子 能 量 响应 曲线 ; H. Z a k i — D i z a

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