【摘要】：粒子探測器的開發(fā)是任何科學實驗的基石,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域。傳統(tǒng)平面中子探測器的轉換材料存在自吸收問題,這就導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資源的嚴重短缺,使得設計替代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構探測器的設計方案。為了探究溝槽型微結構的設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合相關測試一起探究了高效率微結構探測器的實現(xiàn)可能性。首先,微結構的溝槽和槽內的固體中子轉換材料(6LiF或10B)是微結構探測器的核心部分,因為具有這樣的三維結構所以對熱中子的探測效率較高。這種結構能解決平面半導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構探測器的幾何模型,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,闡述了微結構探測器的工藝方案,討論了一個完整的微結構探測器工藝。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行了詳細的介紹。為日后的研究工作引領了方向。本論文重點將解決高效率微結構中子探測器的物理設計,預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)。微結構探測器具有高效率、小體積、時間響應快、工作偏壓低等獨特優(yōu)點,可廣泛應用于中子散射研究、國土安全、軍控核查以及中子劑量防護等領域。
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西安電子科技大學碩士學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刻蝕的交錯的微結構作為室的 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）的研究方向就是設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]，然后對有關光致發(fā)光光譜特性和成膜未見 SiC 材料的微結構中子探測器技術方面的研導體的中子轉換材料填充的工藝、物理設計方面。而、3D-PN 結太陽能電池等方面的研究有很多的報道進步越來越快，在工藝模型和材料處理等方面積累微結構中子探測器技術的重要基礎。工作
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O571.53

【參考文獻】

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1 劉應都;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;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];原子能科學技術;2011年06期

本文編號：2702119