高能伽馬射線測量是研究重離子核反應中高激發(fā)態(tài)原子核的偶極巨共振的重要實驗方法,而實驗中探測伽馬射線的閃爍晶體探測器的能量分辨率和探測效率則是我們關注的重要參數(shù),為了研制基于碘化銫晶體的高能伽馬探測器,本文從實驗和Geant4模擬兩方面,相互驗證、相互補充,對使用該晶體探測伽馬的可行性,探測器性能改進等方面進行了探索。本文主要由五部分組成,第一部分介紹研究背景,課題的主要目的、不同晶體性能比對和最終選擇碘化銫晶體的原因。第二部分則是利用標準放射源對探測器單元進行的實驗測量和離線數(shù)據分析等工作,得到了探測單元對不同能量伽馬的探測效率曲線。第三部分介紹我們利用Geant4這一蒙特卡洛模擬工具,對探測器測量不同能量、角分布的伽馬射線這一過程進行模擬。詳細闡述了Geant4中探測器建模過程、引入物理過程、模擬結果的數(shù)據處理過程和關鍵參數(shù)設置,最終模擬得到的低能區(qū)的探測效率結果與實驗結果符合很好,并對探測單元在高能區(qū)的探測效率進行了預測。與此同時還進行了碘化銫晶體內部可見光的產生和輸運過程的初步模擬研究。第四部分則是我們完成探測器單元的基本刻度和模擬后,利用Geant4對由42個探測器單元構成的探... 

【文章來源】：中國科學院大學(中國科學院上海應用物理研究所)上海市

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

-1KURRI實驗中俘獲反應（n,）截面測量裝置示意圖

碘化銫晶體探測高能伽馬的實驗與模擬研究 BGO 探測器是伽馬射線探測器，由多個探測單元組成，樣品放可以把樣品近似完全包圍，從而測量反應產生的所有 射線，來減少外界的伽馬影響。BGO 探測器有兩個對稱的部分組成，每部分由 8 個獨立的直徑 50mm，長 170mm 的圓柱形 BGO 晶體組形的晶體組成了圓筒形的閃爍探測器，圓筒的內徑和外徑分別10mm，探測器閃爍體的總體積為 8.54L，每一根晶體棒通過 Cat膠與 Hamamatsu R1847 光電倍增管相連。這種光電倍增管的光0-650nm，可以使 BGO 閃爍體的響應達到最大輸出的 80%。探測法蘭盤連接在一起，加上框架材料，探測器的總質量大約 70k

圖 2.1-3 左圖：DANCE 探測器上的 BaF2晶體單元，30 塊晶體 A，12 塊晶體 B，60 塊晶體 C，60 塊晶體 D。右圖：DANCE 4 全吸收 探測器。Figure 2.1-3 Left: BaF2 crystal cells on DANCE detector, 30 crystal A, 12 crystal B, 60crystal C, 60 crystal D. Right: DANCE 4π full absorption detector schematic

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3420400