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    188宝金博页面版: 基于mcnpx的闪烁体阵列空间分辨率模拟

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    内容提示： 第四章 探测器技术 198 基于 MCNPx 的闪烁体阵列空间分辨率模拟 ? 余 波，苏 明，刘慎业 （中国工程物理研究院 激光聚变研究中心，四川 绵阳，621900） 摘要 ： ：为了比较三种闪烁体探测器的性能，利用 Monte Carlo 方法计算了不同光纤直径的闪烁体阵列的空间分辨和能量沉积。模拟结果表明，相同光纤直径的普通液体闪烁体阵列空间分辨率比塑料闪烁体阵列提高了约 0.1mm，而氘代液体闪烁体阵列空间分辨率约为普通液体闪烁体阵列的二分之一；富氢闪烁体的能量...

    文档格式：PDF | 页数：5 | 浏览次数：64 | 上传日期：2015-05-22 18:31:40 | 文档星级：
    第四章 探测器技术 198 基于 MCNPx 的闪烁体阵列空间分辨率模拟 ∗ 余 波，苏 明，刘慎业 （中国工程物理研究院 激光聚变研究中心，四川 绵阳，621900） 摘要 ： ：为了比较三种闪烁体探测器的性能，利用 Monte Carlo 方法计算了不同光纤直径的闪烁体阵列的空间分辨和能量沉积。模拟结果表明，相同光纤直径的普通液体闪烁体阵列空间分辨率比塑料闪烁体阵列提高了约 0.1mm，而氘代液体闪烁体阵列空间分辨率约为普通液体闪烁体阵列的二分之一；富氢闪烁体的能量沉积比氘代闪烁体高；闪烁体光纤直径越。直媛试胶茫簧了柑逶胶，光产额越高。 关键词：闪烁体阵列；空间分辨率；Monte Carlo 方法 中图分类号：0571.53 文献标识码： A 高分辨的中子图像在核物理领域有着重要用处。高分辨的中子成像可以检测中子源的位置、尺寸、形状、均匀性等，可以观测实验室模拟恒星演化中的核反应过程，可以诊断惯性约束聚变和磁约束聚变的内爆靶丸压缩状况。高分辨的中子散射技术可以观测材料微观结构、磁性材料原子行为、分子运动轨迹等。高分辨的中子照相可以检测材料缺陷、毒品、航天电子器件、放射性废料以及核燃料等。 中子探测器系统是中子照相、中子成像系统的关键诊断设备，而探测系统的闪烁体阵列对获得高分辨的中子图像至关重要。首次中子成像实验使用的是光纤直径为2mm塑料闪烁体[1] ，获得了空间分辨为80μm的中子图像。此后，由于闪烁体加工技术的限制，中子成像技术没有实质性进展。2002年，Disdier等[2] 报道了在Omega装置上利用光纤直径为1.5mm的塑料闪烁体实现了45μm的分辨率；2003年 [3] ，他们使用直径为250μm的富氢液体闪烁体阵列实现了20μm的分辨率。2004年[4] ，直径为85μm的毛细玻璃管阵列探测器加工取得突破，在充氘代液体闪烁体的情况下，实验测得的探测器分辨率提高至325μm。2012年，液闪阵列的毛细玻璃管阵列芯径减小至65μm[5] 。 国内，闪烁体的研制也取得了长足进步。目前，直径为 200μm 毛细玻璃管阵列已经能够加工。本文利用 Monte Carlo 方法，对三种探测器：塑料闪烁体阵列、普通液体闪烁体阵列和氘代液体闪烁体阵列进行模拟，通过比较三种探测器不同光纤直径时的空间分辨、能量沉积，分析其性能。 1 中子探测器系统 常见中子探测器系统包括闪烁体阵列、光纤光锥、带门控的像增强器、科学级 CCD，如图 1 所示。光纤光锥把中子在闪烁体阵列中沉积能量产生的可见光引导至面积较小的像增强器，由像增强器对弱光信号进行放大，然后由高分辨的 CCD 进行记录。此方法受干扰。芄挥行У馗衾氡尘肮，适用于弱光信号。 探测器分辨率为： 2 2 2 2 2 2 2 2 2det(2 )ector CA FOT IIT CCD rec FOT IIT CCDs d δ δ δ δ δ δ δ δ ? = + + + = ? + + + + （1） 其中，CAδ为闪烁体阵列空间分辨率，由闪烁体光纤直径d ?和反冲核荧光发射域recδ决定，FOTδ为光纤光锥空间分辨率，IITδ为带门控的像增强器空间分辨率，CCDδ为 CCD 相机空间分辨率。对闪 基金项目：重点实验室基金（9140C680102002）。 作者简介：余 波（1984-），男，硕士，惯性约束聚变物理诊断及设备研发；yubobnu@163.com。 Fig.1 Recording system of neutron imaging 图 1 中子成像记录系统

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