涂硼稻草管中子探测器若干问题的理论模拟与实验测试

发布时间：2021-01-20 14:02

　　随着科技水平的提高，中子探测在国防安全、医疗成像、航天航空等众多领域发挥着越来越重要的作用[1]。3He与热中子的反应截面大，是良好的热中子吸收材料，广泛地应用于热中子探测领域。近年来严重的供不应求导致了3He气体的价格不断攀升[2]，使得寻找替代3He正比计数器的新型中子探测器成为研究热点。涂硼稻草管中子探测器受到极大关注。涂硼稻草管是一种在薄壁稻草管基材内壁覆含有与热中子反应截面高的碳化硼（B4C）材料的圆柱形正比计数器。本课题主要针对以Al为基材，B4C为中子吸收体，直径为4mm，长1m的涂硼稻草管中子探测器的若干物理问题开展研究：着重关心热中子探测效率、位置分辨率两个技术指标。采用MCNP软件与matlab建模，计算了不同技术参数对单管涂硼稻草管探测器与多排涂硼稻草管阵列探测器的探测效率的影响。主要影响因素是：碳化硼（B4C）厚度和硼-10（10B）丰度。对单管探测器，模拟结果表明天然丰度碳化硼（natB4C）与90%富集碳化硼（enrichedB4C）, B4C厚度分别为4.0μ m和4.3μ m时探测效率达到最大，分别为2.997%和11.303%。对于多排阵列探测器模块，... 

【文章来源】：清华大学北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

990年-2010年间3He的供给需求走势图

图 1.2 2009 年-2018 年计划3He 的需求[7]注：数据来源于美国科技政策办公室的 Steve Fetter 在 2010 年 4 月 6 日关于3He 的美国科学促进协会研讨会上的报告USG: 美国政府。指包括研究活动和大型实验室设备的科研需要。3

图 1.3 涂硼稻草管结构示意图中子与伽马具有良好的甄别能力。美国正比技术公司对于一 4mm 的稻草管，涂 1μmnatB4C，工作气体为 98%Ar 和 2%C2测得气体增益大约为 100[17]，对 511keV 的光子能量沉积几乎

【参考文献】：
期刊论文
[1]电子束蒸发技术[J]. 程开富,刘心莲.  电子工业专用设备. 1991(01)



本文编号：2989174