【摘要】：本工作完成了基于Triple GEM新型快中子探測(cè)器中子解譜相關(guān)工作,具體包括文獻(xiàn)調(diào)研、編寫(xiě)模擬程序、編寫(xiě)解譜程序以及參與實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建。結(jié)果證實(shí)相關(guān)解譜算法在新型探測(cè)器中的實(shí)用性和精確性,達(dá)到預(yù)期目的。該工作的具體內(nèi)容及結(jié)果可歸結(jié)為以下三個(gè)方面:第一:本工作使用高密度聚乙烯薄膜(HDPE)作為轉(zhuǎn)化材料,利用Geant4程序包對(duì)其耦合在Triple GEM陰極探測(cè)器結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模和理論計(jì)算。對(duì)D-D,D-T,Am-Be中子源的模擬結(jié)果表明,隨著HDPE厚度的增加,反沖質(zhì)子的產(chǎn)額也隨之增加,但是當(dāng)HDPE厚度達(dá)到一定厚度時(shí),探測(cè)效率均接近一個(gè)飽和值,對(duì)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(yīng)的探測(cè)效率約為0.07%,0.37%,和0.12%;如果把對(duì)應(yīng)各個(gè)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(gè)單元,結(jié)果顯示對(duì)于D-T中子源,當(dāng)轉(zhuǎn)化單元數(shù)達(dá)到300左右,最佳轉(zhuǎn)化效率達(dá)到近10%;對(duì)D-D中子源,當(dāng)轉(zhuǎn)化單元達(dá)到300時(shí),最佳轉(zhuǎn)化效率可達(dá)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(gè)數(shù)量級(jí),因此使用多層聚乙烯材料可有效提高探測(cè)效率。第二:完成新型探測(cè)器轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)優(yōu)化。事實(shí)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(duì)厚度均勻的聚乙烯薄膜來(lái)說(shuō),對(duì)后續(xù)的聚乙烯轉(zhuǎn)化層厚度已經(jīng)不是最優(yōu)厚度,為了進(jìn)一步提高中子轉(zhuǎn)化效率,本工作采用聚乙烯厚度遞減的方式,增大反沖質(zhì)子逃出轉(zhuǎn)化層的幾率。第三:使用MATLAB軟件自行編寫(xiě)了基于GRAVEL算法,極大似然算法,改進(jìn)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(duì)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(jìn)行了解譜,解譜結(jié)果表明,上面五種算法均適用于基于Triple GEM新型快中子探測(cè)器,對(duì)單能及連續(xù)能譜中子譜解譜效果良好,峰位準(zhǔn)確,展寬較小。
【圖文】：

圖 2-2 標(biāo)準(zhǔn) GEM 膜示意圖[37]leGEM 新型快中子探測(cè)器簡(jiǎn)介的有效增益，將采取三層 GEM 膜級(jí)聯(lián)的方式，圖 2-3 Triple GEM 膜級(jí)聯(lián)示意圖[37]要使 TripleGEM 探測(cè)器對(duì)中子敏感[35,36]，就必須

圖 2-3 Triple GEM 膜級(jí)聯(lián)示意圖[37]，要使 TripleGEM 探測(cè)器對(duì)中子敏感[35,36]，，就必須要做在探測(cè)器的漂移電極上添加一種富氫材料，例如高密 Polyethylene，HDPE）。據(jù)文獻(xiàn)[37]的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)使層中子轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)試時(shí)，多層轉(zhuǎn)化技術(shù)能極大提高層數(shù)達(dá)到 38 時(shí)，它的轉(zhuǎn)化效率可達(dá)到單層的 4 倍。因探測(cè)器對(duì)于快中子解譜的適用性顯得十分重要。中子探測(cè)器轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)模擬e GEM 結(jié)構(gòu)新型快中子探測(cè)器為快中子探測(cè)提供了新方轉(zhuǎn)化效率有著重要影響，厚度太薄，中子不能與其發(fā)生
【學(xué)位授予單位】：南華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TL816.3

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本文編號(hào)：2645992