4π平坦效率3He中子探测器阵列的设计与模拟分析

作     者：郝子锐 范功涛 刘龙祥 王宏伟 张岳 胡新荣 李鑫祥 王俊文 匡攀 戈松雨 HAO Zirui;FAN Gongtao;LIU Longxiang;WANG Hongwei;ZHANG Yue;HU Xinrong;LI Xinxiang;WANG Junwen;KUANG Pan;GE Songyu

作者机构：中国科学院上海应用物理研究所上海201800 中国科学院大学北京100049 中国科学院上海高等研究院上海201210 上海科技大学物质科学与技术学院上海201210 上海润理真空有限公司上海201806 

基　　金：国家自然科学基金(No.11875311、No.11905274)资助 

出 版 物：《核技术》 (Nuclear Techniques)

年 卷 期：2020年第43卷第11期

页      码：57-65页

摘      要：平坦效率对于实现光中子反应的单中子、双中子和三中子事件的区分和截面的计算非常关键。介绍了一种用于逆康普顿散射γ源(Shanghai Laser Electron Gamma Source,SLEGS)光中子(γ,n)截面测量的4π平坦效率3He中子探测器阵列的设计与模拟。采用Geant4程序对平坦效率3He探测器的优化布局和效率进行了模拟,针对设计的由20只Φ50 mm×500 mm 5 cm 3He正比计数管和6只Φ25 mm×500 mm 3He正比计数管组成的4π平坦效率中子探测器,模拟给出探测器平均效率曲线在1 keV^6 MeV的效率为34.4%~45.9%。模拟中以209Bi靶为例,靶尺寸为Φ20 mm×4 mm,通过对产生中子的角分布,能谱的模拟计算,发现中子出射角度在90°对称,探测器的4π布局能够完全覆盖入射到聚乙烯慢化体的中子,出射中子能量随着中子分离能呈现出规律的变化关系;随着γ能量增加,出射道开放增多,出射中子的能量总是分布在1 keV^4 MeV之间,探测器阵列在这一能区的平均效率为40%~46%。

主 题 词：4π 平坦效率3He中子探测器阵列 探测器效率 蒙特卡罗 

学科分类：082703[082703] 08[工学] 0807[工学-电子信息类] 0827[工学-食品科学与工程类] 082701[082701] 0703[理学-化学类] 1009[医学-法医学类] 0702[理学-物理学类] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.11889/j.0253-3219.2020.hjs.43.110501

馆 藏 号：203987948...