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镀膜型nMCP探测效率和位置分辨优化的蒙特卡罗模拟研究

Monte Carlo Simulation Study on Optimization of Detection Efficiency and Spatial Resolution of Coated nMCP

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中子敏感微通道板(Neutron sensitive microchannel plate,nMCP)因其具有高探测效率和位置分辨,配合先进的读出电子学可作为能量分辨中子成像探测器的优先选择.相比于基体掺杂型的nMCP,基于原子层沉积技术(Atomic Layer Deposition,ALD)的nMCP具有原材料消耗少、通道内壁具有高的二次电子发射系数等优势.首先,通过实验对掺杂natGd型nMCP的典型中子和伽马信号进行研究.然后,采用Geant4模拟和理论计算对镀膜10B2O3型nMCP的孔径、壁厚、倾角和镀膜厚度进行优化.计算结果表明,当nMCP的几何参数选择为镀膜厚度1µm、孔径10µm、壁厚1µm以及倾角3°时,nMCP性能达到约56％的热中子探测效率和约22µm的位置分辨.计算结果对CSNS能量选择中子成像探测器nMCP的几何参数设计具有重要意义.

张连军、周健荣、杨建清、谭金昊、宋玉收、孙志嘉

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哈尔滨工程大学,哈尔滨 150000

散裂中子源科学中心,广东东莞 523803

核探测与核电子学国家重点实验室,中国科学院高能物理研究所,北京 100049

西安高新技术研究所,西安 710025

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中国散裂中子源 nMCP 探测效率 位置分辨 优化计算

2017YFA0403702U1832119117752433072020CFQ15013072020CFQ1502

2021

10.11804/NuclPhysRev.38.2020058

原子核物理评论
中国科学院近代物理研究所，中国核物理学会

原子核物理评论

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：0.181
ISSN：1007-4627
年,卷(期)：2021.38(2)
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