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基于6LiF/ZnS(Ag)和闪烁光纤的宽能谱中子探测技术研究

熊帮平 吴志强 万波 杨戴博 李昆 黎刚 张虎

熊帮平, 吴志强, 万波, 杨戴博, 李昆, 黎刚, 张虎. 基于6LiF/ZnS(Ag)和闪烁光纤的宽能谱中子探测技术研究[J]. 核动力工程, 2022, 43(4): 213-217. doi: 10.13832/j.jnpe.2022.04.0213
引用本文: 熊帮平, 吴志强, 万波, 杨戴博, 李昆, 黎刚, 张虎. 基于6LiF/ZnS(Ag)和闪烁光纤的宽能谱中子探测技术研究[J]. 核动力工程, 2022, 43(4): 213-217. doi: 10.13832/j.jnpe.2022.04.0213
Xiong Bangping, Wu Zhiqiang, Wan Bo, Yang Daibo, Li Kun, Li Gang, Zhang Hu. Research on Wide Energy Spectrum Neutron Detection Technology Based on 6LiF/ZnS(Ag) and Scintillating Fiber[J]. Nuclear Power Engineering, 2022, 43(4): 213-217. doi: 10.13832/j.jnpe.2022.04.0213
Citation: Xiong Bangping, Wu Zhiqiang, Wan Bo, Yang Daibo, Li Kun, Li Gang, Zhang Hu. Research on Wide Energy Spectrum Neutron Detection Technology Based on 6LiF/ZnS(Ag) and Scintillating Fiber[J]. Nuclear Power Engineering, 2022, 43(4): 213-217. doi: 10.13832/j.jnpe.2022.04.0213

基于6LiF/ZnS(Ag)和闪烁光纤的宽能谱中子探测技术研究

doi: 10.13832/j.jnpe.2022.04.0213
详细信息
    作者简介:

    熊帮平(1990—),男,硕士研究生,主要从事中子探测器方面的研究,E-mail: xiongbp@foxmail.com

  • 中图分类号: TL363

Research on Wide Energy Spectrum Neutron Detection Technology Based on 6LiF/ZnS(Ag) and Scintillating Fiber

  • 摘要: 为了解决传统中子探测器在狭窄空间、强电磁干扰、远距离传输等复杂环境下探测中子时存在的不足,本研究将6LiF/ZnS(Ag)混合材料和闪烁光纤相结合,设计了一种可用于宽能谱中子测量的新型闪烁体光纤中子探测器。基于蒙特卡罗粒子输运计算程序FLUKA对该新型光纤中子探测器的中子探测性能进行了模拟研究,完成了闪烁体光纤探头的优化设计。结果表明,当入射中子的能量在0.01~10 eV和0.5~10 MeV范围时,该新型中子探测器具有较高的中子探测效率,可用于热中子-快中子宽能谱范围中子的探测;通过对比脉冲幅度的差异,该新型中子探测器能够实现n-γ信号的甄别。

     

  • 图  1  探测器模型示意图

    Figure  1.  Schematic Diagram of the Detector Model

    图  2  不同6LiF/ZnS(Ag)质量比下ZnS(Ag)中的能量沉积

    Figure  2.  Energy Deposition in ZnS(Ag) of Different 6LiF/ZnS(Ag) Mass Ratio

    图  3  不同6LiF/ZnS(Ag)涂层厚度下的中子转化效率

    Figure  3.  Neutron Conversion Efficiency of Different 6LiF/ZnS(Ag) Coating Thicknesses

    图  4  反冲质子的角分布能谱

    Figure  4.  Angular Distribution Energy Spectrum of Recoil Protons       

    图  5  不同入射中子能量下的探测效率

    Figure  5.  Detection Efficiency under Different Incident Neutron Energies     

    图  6  n-γ甄别关系图

    Figure  6.  n-γ Discrimination Diagram

    表  1  BCF-12光纤的主要参数

    Table  1.   Main Parameters of BCF-12 Fiber

    参数名参数值
    芯层材料聚苯乙烯
    光纤直径/cm0.025~0.500
    芯层折射率1.60
    光产额/MeV−1~8000
    衰减时间/ns3.2
    最大释放波长/nm435
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-03-28
  • 修回日期:  2022-04-22
  • 刊出日期:  2022-08-04

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