球形组织等效正比计数器模拟及实验研究

发布时间：2020-12-18 02:40

　　组织等效正比计数器(TEPC)可以测量电离辐射的线能谱(加权后得到微剂量谱),由线能谱便可计算辐射场的剂量学量,主要包括吸收剂量,平均品质因子和剂量当量。因此,研制TEPC对中子辐射防护具有重要意义。充分了解TEPC的物理过程有助于探测器的优化设计。本论文针对球形TEPC,确定了探测器的结构参数并分析了探测器内电场分布；采用蒙卡程序Geant4模拟了探测器对单能中子辐射场的能量响应,计算了剂量当量响应和灵敏度；采用Garfield和ANSYS模拟了不同工作电压下TEPC的绝对气体放大倍数；最后设计加工了球形TEPC并通过实验对模拟结果进行了验证,从而建立了模拟TEPC物理过程的方法并得到了TEPC相关性能参数,可为TEPC探测器的研制提供参考。本文在文献调研的基础上,设计了Benjamin结构的TEPC探测器。在合理假设下,采用有限元软件ANSYS分析了Benjamin结构和非Benjamin结构TEPC内的电场分布并计算了探测器内气体放大倍数沿阳极丝的分布。结果表明,Benjamin结构比非Benjamin结构的TEPC具有沿阳极更均匀的电场分布和气体放大倍数分布,Benjamin结... 

【文章来源】：中国工程物理研究院北京市

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１典型ＴＥＰＣ结构示意图??

度差异造成的微剂量谱的崎变ｔＷ。壁效应主要分为四种情况。第一种壁效应是次级粒子??效应（ｄｅｌｔａ?ｒａｙ）；初级粒子与次级粒子同时进入ＴＥＰＣ空腔，但在真实均匀组织情况下，??初级粒子与次级粒子有可能只贡献单个能量沉积事件。图１．５是次级粒子壁效应的原理。??国区??图１．５次级粒子（ｄｅｌｔａ?ｒａｙ）效应原理示意图??ＫｅｌｌｅｒｅｒｔＷ计算得出对于能量高于５ＭｅＶ的质子，次级粒子效应贡献的能量沉积事件??占能量沉积事件总数目的１５％。第二种壁效应是折返效应（ｒｅ－ｅｎｔｒｙ）：由于电子路径的??曲折，假设空腔中的电子折入探测器室壁，经库伦散射后又返回空腔，造成第二次计数。??而在均匀组织中，电子可能不会返回空腔。图１乂是折返效应的原理。??图１．６折返（ｒｅ－ｅｎｔｒｙ）效应原理示意图??折返效应主要针对电子，Ｋｅｌｌｅｒｅｒ估计得出在所有能量沉积事件中，大约有２０％事??件数来自折返的贡献。第Ｈ种壁效应是Ｖ形效应：当两个重离子径迹相交呈Ｖ形时，??假设两个事件都彼记录，但在密度均匀情况下却可能只有一个计数。图１．７为Ｖ形效应??的原理。??７??

度差异造成的微剂量谱的崎变ｔＷ。壁效应主要分为四种情况。第一种壁效应是次级粒子??效应（ｄｅｌｔａ?ｒａｙ）；初级粒子与次级粒子同时进入ＴＥＰＣ空腔，但在真实均匀组织情况下，??初级粒子与次级粒子有可能只贡献单个能量沉积事件。图１．５是次级粒子壁效应的原理。??国区??图１．５次级粒子（ｄｅｌｔａ?ｒａｙ）效应原理示意图??ＫｅｌｌｅｒｅｒｔＷ计算得出对于能量高于５ＭｅＶ的质子，次级粒子效应贡献的能量沉积事件??占能量沉积事件总数目的１５％。第二种壁效应是折返效应（ｒｅ－ｅｎｔｒｙ）：由于电子路径的??曲折，假设空腔中的电子折入探测器室壁，经库伦散射后又返回空腔，造成第二次计数。??而在均匀组织中，电子可能不会返回空腔。图１乂是折返效应的原理。??图１．６折返（ｒｅ－ｅｎｔｒｙ）效应原理示意图??折返效应主要针对电子，Ｋｅｌｌｅｒｅｒ估计得出在所有能量沉积事件中，大约有２０％事??件数来自折返的贡献。第Ｈ种壁效应是Ｖ形效应：当两个重离子径迹相交呈Ｖ形时，??假设两个事件都彼记录，但在密度均匀情况下却可能只有一个计数。图１．７为Ｖ形效应??的原理。??７??


本文编号：2923188