【摘要】：粒子探測器的開發(fā)是任何科學(xué)實驗的基石,其中對中子的檢測更為重要,中子探測器被廣泛的使用在許多的領(lǐng)域。傳統(tǒng)平面中子探測器的轉(zhuǎn)換材料存在自吸收問題,這就導(dǎo)致了它的探測效率很低。雖然3He氣體探測器是一個比較好的解決方案,但是近幾年里3He資源的嚴(yán)重短缺,使得設(shè)計替代3He的新型高效率中子探測器的研究尤為迫切。本文提出了一種基于溝槽型微結(jié)構(gòu)探測器的設(shè)計方案。為了探究溝槽型微結(jié)構(gòu)的設(shè)計能否提高探測器的探測性能,我們采用基于蒙特卡羅模擬方法的程序,建立了探測器的幾何模型并結(jié)合相關(guān)測試一起探究了高效率微結(jié)構(gòu)探測器的實現(xiàn)可能性。首先,微結(jié)構(gòu)的溝槽和槽內(nèi)的固體中子轉(zhuǎn)換材料(6LiF或10B)是微結(jié)構(gòu)探測器的核心部分,因為具有這樣的三維結(jié)構(gòu)所以對熱中子的探測效率較高。這種結(jié)構(gòu)能解決平面半導(dǎo)體探測器存在的探測效率較低(5%)的問題。然后,采用FLUKA軟件建立出溝槽型微結(jié)構(gòu)探測器的幾何模型,通過模擬仿真的方法,分別研究了探測器探測效率隨它的溝槽寬度、間距、深度變化而產(chǎn)生的影響。研究說明:如果溝槽間距上升,那么探測效率會降低;如果間距不變,那么寬度變化就會存在讓探測效率最高的點;如果溝槽深度變深,探測效率肯定會上升,但是會存在工藝極限。最后,闡述了微結(jié)構(gòu)探測器的工藝方案,討論了一個完整的微結(jié)構(gòu)探測器工藝。同時還提出了探測器的檢測方案,對實驗項目和使用工具進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。為日后的研究工作引領(lǐng)了方向。本論文重點將解決高效率微結(jié)構(gòu)中子探測器的物理設(shè)計,預(yù)測對熱中子本征探測效率高、器件甄別比大的最優(yōu)參數(shù)。微結(jié)構(gòu)探測器具有高效率、小體積、時間響應(yīng)快、工作偏壓低等獨特優(yōu)點,可廣泛應(yīng)用于中子散射研究、國土安全、軍控核查以及中子劑量防護(hù)等領(lǐng)域。
【圖文】：

西安電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文中子探測器方案。人[10]提出了一種填充6LiF 粉末在 250μ行堆疊，這樣就形成了對熱中子本征探種探測器兩側(cè)刻蝕的交錯的微結(jié)構(gòu)作為室的 R.J. Nikolic 等人[10]提出了一種0%左右的中子探測效率。在 2011 年，完子轉(zhuǎn)換材料采用的是10B，并且柱和柱的體呈方陣排列。研究表明，在有 26μm

圖 1.2 HeRep MKII 探測器（取自文獻(xiàn)）的研究方向就是設(shè)計出高探測效率的中子探測器展了涂硼稻草管研究[16]，，項目中開展了陣列多層 S測器等的工作，中科院高能物理研究所的周健榮等ultiplier）中子探測器研究[17]，王曉靜等人提出了腐蝕法）[17]，然后對有關(guān)光致發(fā)光光譜特性和成膜未見 SiC 材料的微結(jié)構(gòu)中子探測器技術(shù)方面的研導(dǎo)體的中子轉(zhuǎn)換材料填充的工藝、物理設(shè)計方面。而、3D-PN 結(jié)太陽能電池等方面的研究有很多的報道進(jìn)步越來越快，在工藝模型和材料處理等方面積累微結(jié)構(gòu)中子探測器技術(shù)的重要基礎(chǔ)。工作
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O571.53

【參考文獻(xiàn)】

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1 劉應(yīng)都;張國強;王宏偉;田文棟;;~3He正比計數(shù)器探測效率模擬及靈敏度刻度[J];核技術(shù);2012年03期

2 羅曉亮;劉國福;楊俊;;基于模糊c均值聚類的液體閃爍體探測器n-γ射線甄別方法[J];原子能科學(xué)技術(shù);2011年06期

本文編號：2702119