沟槽型硅微结构中子探测器的蒙特卡罗模拟研究

• 作者: 吴健 李俊杰 李勐 甘雷 范晓强 蒋勇 邹德慧
• 来源期刊: 强激光与粒子束
• 学科: 工学
• 关键词: 微结构中子探测器 中子探测 硅探测器
• 年，卷（期）: 2015,（8）
• 所属期刊栏目: 粒子束技术
• 页码范围: 204-209
• 页数: 6页
• 分类号: TL816.3
• 字数: 4259字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11884/HPLPB201527.084004

摘要

采用蒙特卡罗模拟方法研究了微结构参数、填充致密度等因素对沟槽型微结构半导体中子探测器(MSND)性能的影响规律,并开展了沟槽型MSND的优化设计研究.研究表明,随着沟槽间距的增加,MSND的探测效率呈下降趋势;当沟槽间距固定时,存在最优的沟槽宽度使得探测效率最大化;沟槽深度越大,探测效率越高.沟槽宽度和沟槽间距为15 μm和5 μm是一对优化的参数组合,可保证较高的探测效率和较平稳的系统甄别阈-探测效率曲线.当系统甄别阈取300 keV时,沟槽宽度、间距和深度分别为15,5μm和200 μm时的MSND热中子本征探测效率可达37.77％,与平面探测器相比提高了9.2倍;对137Cs源662 keV伽马射线的中子-伽马射线甄别比可达4.1×103,与平面探测器相比提高了23.7倍.本工作从理论上证明了MSND可解决传统平面型半导体中子探测器探测效率低的难题,同时可保持半导体探测器中子-伽马射线甄别容易的特点.