涂硼GEM中子束監(jiān)測(cè)器的模擬研究.pdf

1、隨著中子散射技術(shù)的廣泛應(yīng)用,高通量中子源的發(fā)展已經(jīng)成為熱點(diǎn),目前,我國(guó)高通量散裂中子源(CSNS)已經(jīng)立項(xiàng)并投入建設(shè)中。但高通量中子源的束流強(qiáng)度由于受到諸多因素的影響,隨時(shí)間有所變化,在很大程度上影響用戶實(shí)驗(yàn)的測(cè)試結(jié)果。為了減小這種實(shí)驗(yàn)測(cè)試誤差,需要束流監(jiān)測(cè)器提供歸一化參數(shù),高性能的中子束流監(jiān)測(cè)器已成為散裂中子源建設(shè)中的重點(diǎn)項(xiàng)目之一。目前,傳統(tǒng)的透過(guò)式電離室束流監(jiān)測(cè)器可以在一定程度內(nèi)修正束流強(qiáng)度的變化,但由于計(jì)數(shù)率的限制,已經(jīng)無(wú)法滿足高

2、通量中子源的要求。近幾年發(fā)展起來(lái)的GEM(Gas Electron Multiplier)氣體探測(cè)器性能十分突出,具有高計(jì)數(shù)率(1MHz)和良好的位置分辨能力?；贕EM的中子束流監(jiān)測(cè)器具有中子轉(zhuǎn)化率低,增益合適,計(jì)數(shù)率高,位置分辨良好等性能,同時(shí),結(jié)合涂硼陰極窗,可以將中子轉(zhuǎn)化為其它的帶電粒子來(lái)間接的探測(cè)中子束流強(qiáng)度。目前,基于涂硼GEM的中子探測(cè)技術(shù)已成為新一代中子束監(jiān)測(cè)器研究的熱點(diǎn)。
　　 本論文主要研究涂硼GEM中子束監(jiān)

3、測(cè)器的性能,通過(guò)蒙特卡羅模擬方法,研究探測(cè)器對(duì)中子響應(yīng)的詳細(xì)物理過(guò)程。針對(duì)GEM束流監(jiān)測(cè)器各路高壓設(shè)置對(duì)增益的影響,確定漂移電場(chǎng)取值范圍為1-3kV／cm,GEM膜兩端電壓差為300-400V,傳輸區(qū)電場(chǎng)選擇范圍為2.5-3kV／cm,收集區(qū)電場(chǎng)為3～4kV／cm,并且詳細(xì)的模擬研究GEM束流監(jiān)測(cè)器中電離電子的輸運(yùn)雪崩過(guò)程以及中子的信號(hào)分布等情況。中子在GEM監(jiān)測(cè)器中的信號(hào)寬度隨收集區(qū)電場(chǎng)增加而逐漸趨向于一個(gè)常數(shù)(153ns),與實(shí)驗(yàn)測(cè)