液体闪烁体高能中子探测器研究

发布时间：2023-03-19 23:34

　　本论文以加速器驱动次临界系统（ADS）为主要研究背景，介绍了液体闪烁体探测器的探测机理及相关物理特性，研究了ADS系统中散裂中子源的产生及分布特点以及高能中子与液体闪烁体相互作用产生的次级粒子的能谱、次级粒子的能量沉积和光输出，并结合FLUKA蒙特卡罗程序的模拟结果讨论了入射中子能量、中子入射位置、探测器的尺寸和探测阈值对探测效率的影响。本文为几十MeV到1GeV的高能中子的探测提供了参考依据。 本论文应用FLUKA蒙特卡罗程序对一系列能量的高能质子与一定厚度的Al、Fe和Pb靶的散裂反应进行了模拟，并将获得的双微分截面的模拟结果与实验数据进行对比，确定了ADS散裂中子源的能量范围和空间分布。通过模拟一系列能量的准直单能中子源与NE213液体闪烁体的相互作用，获得了相互作用中产生的次级粒子的能谱，分析了各次级粒子的能量沉积特点，从而确定了闪烁体的主要发光位置和模拟中需主要考虑的次级粒子类型，并总结出探测器尺寸对探测效率的影响。本文通过设定FLUKA中相关卡片的参数，将Birks公式应用到模拟研究中，实现了粒子沉积能量向光输出的转化功能，模拟了一系列能量的高能中子在NE213闪烁体中产生...

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 ADS 简介及发展现状
        1.2.1 ADS 基本原理
        1.2.2 ADS 发展及现状
    1.3 闪烁体中子探测器及发展现状
        1.3.1 闪烁体中子探测器
        1.3.2 闪烁体探测器的发展现状
    1.4 论文工作研究目的及内容
第2章 液体闪烁体中子探测器
    2.1 液体闪烁体探测器的探测原理
    2.2 NE213 液体闪烁体
    2.3 闪烁体的发光机理
    2.4 闪烁体光输出与粒子能量沉积
    2.5 探测效率
        2.5.1 探测效率的定义
        2.5.2 碳的影响
        2.5.3 闪烁体尺寸的影响
    2.6 闪烁体探测器的脉冲形状甄别
    2.7 飞行时间
    2.8 本章小结
第3章 蒙特卡罗模拟的实现
    3.1 FLUKA 算法
        3.1.1 FLUKA 中离子-离子相互作用
        3.1.2 强子相互作用
        3.1.3 电子和光子
        3.1.4 带电粒子的传输
        3.1.5 核子-核子相互作用
    3.2 FLUKA 运行文件的设定
        3.2.1 标题的设定
        3.2.2 粒子源的设定
        3.2.3 几何体和材料的设定
        3.2.4 数据获取方式
        3.2.5 ROOT 数据分析工具
    3.3 本章小结
第4章 模拟结果及讨论
    4.1 散裂反应
    4.2 次级粒子能谱
    4.3 次级粒子的能量沉积
    4.4 光输出
    4.5 能量对探测效率的影响
    4.6 中子入射位置对探测效率的影响
    4.7 探测器尺寸对探测效率的影响
        4.7.1 探测器长度对探测效率的影响
        4.7.2 探测器直径对探测效率的影响
    4.8 探测阈值对探测效率的影响
    4.9 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢



本文编号：3766218