【摘要】：本工作完成了基于Triple GEM新型快中子探測器中子解譜相關工作,具體包括文獻調研、編寫模擬程序、編寫解譜程序以及參與實驗平臺搭建。結果證實相關解譜算法在新型探測器中的實用性和精確性,達到預期目的。該工作的具體內容及結果可歸結為以下三個方面:第一:本工作使用高密度聚乙烯薄膜(HDPE)作為轉化材料,利用Geant4程序包對其耦合在Triple GEM陰極探測器結構進行建模和理論計算。對D-D,D-T,Am-Be中子源的模擬結果表明,隨著HDPE厚度的增加,反沖質子的產額也隨之增加,但是當HDPE厚度達到一定厚度時,探測效率均接近一個飽和值,對D-D,D-T和Am-Be快中子源的最佳厚度分別為,0.8mm,2mm和1.2mm,相應的探測效率約為0.07%,0.37%,和0.12%;如果把對應各個能量入射中子的最佳厚度的聚乙烯薄膜和500μm氣隙組合為一個單元,結果顯示對于D-T中子源,當轉化單元數達到300左右,最佳轉化效率達到近10%;對D-D中子源,當轉化單元達到300時,最佳轉化效率可達4%,即采取多層聚乙烯薄膜比單層聚乙烯薄膜要高出近一個數量級,因此使用多層聚乙烯材料可有效提高探測效率。第二:完成新型探測器轉化結構優(yōu)化。事實上,中子與聚乙烯發(fā)生彈性散射后將損失部分能量,因此對厚度均勻的聚乙烯薄膜來說,對后續(xù)的聚乙烯轉化層厚度已經不是最優(yōu)厚度,為了進一步提高中子轉化效率,本工作采用聚乙烯厚度遞減的方式,增大反沖質子逃出轉化層的幾率。第三:使用MATLAB軟件自行編寫了基于GRAVEL算法,極大似然算法,改進型極大似然算法,最小二乘法和遺傳算法的中子解譜程序,并對模擬輸入的單能中子源(2MeV,4MeV,8MeV,12MeV,14MeV)和連續(xù)能譜中子源(Am-Be)進行了解譜,解譜結果表明,上面五種算法均適用于基于Triple GEM新型快中子探測器,對單能及連續(xù)能譜中子譜解譜效果良好,峰位準確,展寬較小。
【圖文】：

圖 2-2 標準 GEM 膜示意圖[37]leGEM 新型快中子探測器簡介的有效增益，將采取三層 GEM 膜級聯的方式，圖 2-3 Triple GEM 膜級聯示意圖[37]要使 TripleGEM 探測器對中子敏感[35,36]，就必須

圖 2-3 Triple GEM 膜級聯示意圖[37]，要使 TripleGEM 探測器對中子敏感[35,36]，，就必須要做在探測器的漂移電極上添加一種富氫材料，例如高密 Polyethylene，HDPE）。據文獻[37]的實驗結果表明，當使層中子轉化結構進行測試時，多層轉化技術能極大提高層數達到 38 時，它的轉化效率可達到單層的 4 倍。因探測器對于快中子解譜的適用性顯得十分重要。中子探測器轉化結構模擬e GEM 結構新型快中子探測器為快中子探測提供了新方轉化效率有著重要影響，厚度太薄，中子不能與其發(fā)生
【學位授予單位】：南華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TL816.3

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本文編號：2645992