中子作為組成物質(zhì)原子核的重要基本粒子之一,呈電中性,被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、技術(shù)、材料、資源等各方面,對人類社會和經(jīng)濟增長產(chǎn)生了廣泛的影響,中子輻照時會損害儀器質(zhì)量和人體健康。中子探測在核爆炸探測、核材料探測、核電站安全監(jiān)測、加速器運行場所、航空航天、環(huán)境監(jiān)測、空間物理學(xué)和工業(yè)應(yīng)用等領(lǐng)域的研究備受關(guān)注。由此,在核電站安全監(jiān)測和核材料監(jiān)控以及空間物理等領(lǐng)域?qū)χ凶拥奶綔y有著重要的意義�；镜暮颂綔y器都是基于電和磁的相互作用來實現(xiàn)探測的,然而中子不攜帶電荷,與原子核間不存在庫侖力作用,不能電離或者激發(fā)原子,所以中子的探測區(qū)別于阿爾法,貝塔等帶電粒子的探測,不能直接被探測到,需要通過探測帶電的粒子來間接被探測到,核反應(yīng)法和核反沖法是常用的探測方法,此外還有核裂變法以及核活化法,其中慢中子常用核反應(yīng)法探測,快中子常用核反沖法探測。傳統(tǒng)半導(dǎo)體材料制作的中子探測器在一般的環(huán)境下表現(xiàn)良好,但在高溫強輻射環(huán)境下,傳統(tǒng)的中子探測器的性能會惡化,無法穩(wěn)定可靠地工作。第三代化合物半導(dǎo)體SiC材料與Si和GaAs等第一、二代半導(dǎo)體材料相比,具有禁帶寬度大,熱穩(wěn)定性好,熱導(dǎo)率高和抗輻照能力優(yōu)越等的突出優(yōu)點,是高頻、高溫...

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號對照表
縮略語對照表
第一章 緒論
    1.1 概述
    1.2 中子的探測
    1.3 常用的中子輻照探測器的發(fā)展與應(yīng)用
        1.3.1 氣體探測器
        1.3.2 閃爍探測器
        1.3.3 半導(dǎo)體中子探測器
    1.4 本論文的主要研究內(nèi)容
第二章 SiC材料和SiC中子探測器的發(fā)展現(xiàn)狀
    2.1 SiC材料的基本性質(zhì)
    2.2 SiC中子輻照探測器的發(fā)展應(yīng)用與現(xiàn)狀
        2.2.1 SiC中子探測器常用的結(jié)構(gòu)
        2.2.2 國外研究現(xiàn)狀
        2.2.3 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
第三章 4H-SiC肖特基二極管型中子探測器的原理和結(jié)構(gòu)設(shè)計
    3.1 碳化硅肖特基二極管的工作原理
    3.2 核反應(yīng)法探測熱中子的基本原理
        3.2.1 熱中子轉(zhuǎn)換層材料的選擇
        3.2.2 測試原理
    3.3 SiC肖特基二極管型中子核輻照探測器的結(jié)構(gòu)設(shè)計
        3.3.1 ⁶LiF轉(zhuǎn)換層厚度的確定
        3.3.2 4H-SiC外延層厚度的確定
    3.4 本章小結(jié)
第四章 探測器使用的模型參數(shù)和模擬結(jié)果分析
    4.1 α 粒子和3H粒子角分布能譜
        4.1.1 蒙特卡洛計算方法和Fluka軟件的介紹
        4.1.2 α 粒子和3H粒子的角分布能譜
    4.2 探測器仿真物理模型
    4.3 仿真結(jié)果與分析
        4.3.1 4H-SiC肖特基二極管的I-V特性
        4.3.2 探測器對 α 粒子電流脈沖響應(yīng)特性的分析
        4.3.3 探測器對³H粒子電流脈沖響應(yīng)特性的分析
        4.3.4 探測器對熱中子電流脈沖響應(yīng)特性的分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 論文總結(jié)與研究展望
附錄A
參考文獻
致謝
作者簡介



本文編號：3816856