在核工业的一些工作场所中往往同时存在β射线和γ射线,准确测量β粒子和γ粒子能谱对于相关工作人员的辐射防护十分重要。本文利用Geant4模拟了β粒子和γ粒子在叠层闪烁体探测器中的能量沉积,研究了材料和结构对叠层闪烁体探测器甄别...在核工业的一些工作场所中往往同时存在β射线和γ射线,准确测量β粒子和γ粒子能谱对于相关工作人员的辐射防护十分重要。本文利用Geant4模拟了β粒子和γ粒子在叠层闪烁体探测器中的能量沉积,研究了材料和结构对叠层闪烁体探测器甄别性能的影响。模拟结果显示,对于双层结构的闪烁体探测器,第1层和第2层选用不同材料的闪烁体对β粒子的甄别影响不大,主要影响对γ粒子的甄别。γ粒子的误甄别率和识别率分别随第1层和第2层材料原子序数的增加而增加。3层结构闪烁体探测器对于γ粒子的误甄别率明显低于双层结构,并且γ粒子的误甄别率随第1层闪烁体厚度的增加而增加。经过对模拟结果分析,采用0.2 mm BC-444+17.8 mm BC-444+25 mm BaF_(2)的3层闪烁体结构甄别性能较好,对β粒子和γ粒子的平均识别率和误甄别率分别为96.7%、41.1%和<0.001%、0.16%。展开更多
核反应堆在运行过程中或核应急情况下会产生^(85)Kr、^(133)Xe、^(135)Xe和^(41)Ar等放射性惰性气体,准确测量不同惰性气体的放射性活度对了解反应堆的运行状况和核应急预警均有重要意义。根据各种核素衰变发射的β、γ射线,设计并优化...核反应堆在运行过程中或核应急情况下会产生^(85)Kr、^(133)Xe、^(135)Xe和^(41)Ar等放射性惰性气体,准确测量不同惰性气体的放射性活度对了解反应堆的运行状况和核应急预警均有重要意义。根据各种核素衰变发射的β、γ射线,设计并优化了可用于放射性惰性气体活度实时测量的4π双叠层闪烁体探测器。探测器的内层塑料闪烁体用于测量β射线,外层碘化铯闪烁体(CsI)用于测量γ射线,并通过β-γ的符合测量实现不同放射性核素的分辨及活度测量。针对核电放出的4种主要放射性惰性气体,基于GEANT4(GEometry ANd Tracking 4)模拟库包,研究了塑料闪烁体、CsI厚度及气体采样腔尺寸对不同核素发射的β、γ探测效率的影响;并给出该4π型双叠层闪烁体探测器的优化几何尺寸和相应探测器性能,为后续探测器的制作与测试提供参考。展开更多
The silicon-based diodes coated with a thin film of neutron reactive materials have been shown to produce excellent neutron detectors. We have fabricated the thin-film-coated single Si-PIN neutron detectors and stacke...The silicon-based diodes coated with a thin film of neutron reactive materials have been shown to produce excellent neutron detectors. We have fabricated the thin-film-coated single Si-PIN neutron detectors and stacked ones coupled in series and parallel in this work. The stacked detectors show the advantage of improving the detection efficiency of neutron detecting, which essentially attributes to the increase of the effective detection area. It is shown that the stacked detector in series has more superior performance than the parallel one. This work provides a feasible method to develop solid-state semiconductor neutron detectors with high neutron detection efficiency and high response speed.展开更多
文摘在核工业的一些工作场所中往往同时存在β射线和γ射线,准确测量β粒子和γ粒子能谱对于相关工作人员的辐射防护十分重要。本文利用Geant4模拟了β粒子和γ粒子在叠层闪烁体探测器中的能量沉积,研究了材料和结构对叠层闪烁体探测器甄别性能的影响。模拟结果显示,对于双层结构的闪烁体探测器,第1层和第2层选用不同材料的闪烁体对β粒子的甄别影响不大,主要影响对γ粒子的甄别。γ粒子的误甄别率和识别率分别随第1层和第2层材料原子序数的增加而增加。3层结构闪烁体探测器对于γ粒子的误甄别率明显低于双层结构,并且γ粒子的误甄别率随第1层闪烁体厚度的增加而增加。经过对模拟结果分析,采用0.2 mm BC-444+17.8 mm BC-444+25 mm BaF_(2)的3层闪烁体结构甄别性能较好,对β粒子和γ粒子的平均识别率和误甄别率分别为96.7%、41.1%和<0.001%、0.16%。
文摘核反应堆在运行过程中或核应急情况下会产生^(85)Kr、^(133)Xe、^(135)Xe和^(41)Ar等放射性惰性气体,准确测量不同惰性气体的放射性活度对了解反应堆的运行状况和核应急预警均有重要意义。根据各种核素衰变发射的β、γ射线,设计并优化了可用于放射性惰性气体活度实时测量的4π双叠层闪烁体探测器。探测器的内层塑料闪烁体用于测量β射线,外层碘化铯闪烁体(CsI)用于测量γ射线,并通过β-γ的符合测量实现不同放射性核素的分辨及活度测量。针对核电放出的4种主要放射性惰性气体,基于GEANT4(GEometry ANd Tracking 4)模拟库包,研究了塑料闪烁体、CsI厚度及气体采样腔尺寸对不同核素发射的β、γ探测效率的影响;并给出该4π型双叠层闪烁体探测器的优化几何尺寸和相应探测器性能,为后续探测器的制作与测试提供参考。
文摘The silicon-based diodes coated with a thin film of neutron reactive materials have been shown to produce excellent neutron detectors. We have fabricated the thin-film-coated single Si-PIN neutron detectors and stacked ones coupled in series and parallel in this work. The stacked detectors show the advantage of improving the detection efficiency of neutron detecting, which essentially attributes to the increase of the effective detection area. It is shown that the stacked detector in series has more superior performance than the parallel one. This work provides a feasible method to develop solid-state semiconductor neutron detectors with high neutron detection efficiency and high response speed.
