涂硼GEM中子束流监测器物理过程的蒙特卡罗模拟

• 作者: 吴冲 周健荣 孙志嘉 杨桂安 王拓 王艳凤 陈元柏
• 来源期刊: 原子核物理评论
• 学科: 物理学
• 关键词: 中子束流监测器 GEM 硼转换 Geant4
• 年，卷（期）: 2014,（1）
• 所属期刊栏目: 核技术
• 页码范围: 69-74
• 页数: 6页
• 分类号: O572.21
• 字数: 3424字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11804/NuclPhysRev.31.01.069

摘要

基于硼转换的GEM (Gas Electron Multiplier)探测器性能突出，计数率高达10 MHz以上，耐辐射，信号读出方式简单、灵活，位置与时间分辨率高，是下一代中子束流监测器极具优势的候选者。这种新型中子束流监测器主要由硼中子转换层、气体电离粒子放大的GEM以及二维读出电极组成。通过Geant4程序包对探测器物理过程进行蒙特卡罗(Monte Carlo)模拟，主要研究了硼中子转换层转换效率与厚度及中子波长的关系、出射粒子的能谱、不同气体比分不同气体厚度中的能量沉积、以及γ的能量沉积，计算比较了不同厚度GEM膜对快中子产生的影响。模拟结果表明，出射粒子在漂移区的能量沉积几乎与气体比分无关，硼层厚度取0.1μm以下，漂移区厚度6 mm时，可以确保出射粒子在漂移区能量完全沉积，同时具有最佳n/γ区分能力。