自给能γ探测器的Geant4模拟

发布时间：2023-09-17 09:16

　　自给能γ探测器(SPGD)是无需外加电源就可探测γ射线的便携式探测器。由于其体积较小,探测剂量较大,可利用自给能γ探测器探测其它探测器无法到达的地方的γ剂量,具有很好的应用前景。本文用Geant4程序对自给能γ探测器探测进行了模拟研究,为自给能γ探测器的研究提供了一个有效的方法,具有一定的实际意义和应用价值。由不同物质紧密排列组成的物体,其中包括绝缘体物质,将其用γ射线照射,会使该物体表现出一定的带电性,并产生较高的感应电压。若选择合适的绝缘体厚度,使其对γ射线的吸收作用和对次级电子的阻碍作用均小,且绝缘体物质的原子序数较低时,则在γ射线的照射方向上,会产生感生电子,包括光电子和康普顿电子。将一具有高原子序数的物质作为集电极,放在绝缘体中,使其与γ射线的入射方向垂直。该物质对电子的输送具有阻挡作用,使电荷积累在集电极上,且当γ射线的照射剂量越大,集电极上积累的电荷越多。实验中,采用的放射源为钴(60Co)放射源,该放射源放射的γ射线的平均能量为1.25 MeV,γ射线与物质的相互作用中,起主导作用的是康普顿散射。当γ射线照射在自给能γ探测器,在高分子材料体内产生康普顿反冲电子,它们的能...

【文章页数】：52 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 研究背景
    1.2 γ 探测器的蒙特卡罗模拟
    1.3 本论文的主要研究内容
第二章 粒子物理与原子核物理基础
    2.1 γ射线概述
    2.2 γ射线与物质的相互作用及其作用截面
        2.2.1 光电效应及其作用截面
        2.2.2 康普顿效应及其作用截面
        2.2.3 电子对效应及其作用截面
        2.2.4 其他相互作用
    2.3 γ 射线的探测原理
    2.4 γ射线探测器
        2.4.1 气体探测器
        2.4.2 闪烁体探测器
        2.4.3 半导体探测器
    2.5 辐射防护
        2.5.1 辐射防护中常用的辐射量及其单位
        2.5.2 γ 射线剂量的计算
第三章 蒙特卡洛方法与Geant4程序
    3.1 蒙特卡洛方法思想
    3.2 蒙特卡罗方法在粒子输运问题中的应用
    3.3 Geant4概述
        3.3.1 Geant4功能模块和内核结构
        3.3.2 Geant4的粒子定义
        3.3.3 Geant4的物理过程
        3.3.4 Geant4的探测器的构建
        3.3.5 Geant4的可视化
第四章 自给能 γ 探测器
    4.1 自给能 γ 探测器的基本原理
    4.2 自给能γ探测器的Geant4模拟
        4.2.1 自给能γ探测器的Geant4模型
        4.2.2 自给能γ探测器的Geant4粒子定义
        4.2.3 自给能γ探测器的Geant4材料定义
        4.2.4 自给能γ探测器的Geant4探测器定义
        4.2.5 自给能 γ 探测器的Geant4物理过程定义
第五章 Geant4模拟结果与分析
    5.1 γ 辐射剂量与集电极电荷沉积的关系
    5.2 单位剂量 γ 射线的照射下集电极上所积累的电荷密度与集电极物质原子序数的关系
    5.3 集电极上积累的电荷密度与 γ 射线入射方向的关系
    5.4 集电极上所积累的电荷密度与两侧电容比的关系
    5.5 大剂量模拟
第六章 结论
参考文献
致谢
在学期间公开发表论文及著作情况



本文编号：3847437