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正比计数管及其屏蔽层厚度的Monte Carlo（MCNP）研究

作　者: 刘高杰
导　师: 马春旺
学　校: 河南师范大学
专　业: 粒子物理与原子核物理
关键词: ~3He正比计数管 探测效率 高密度聚乙烯 蒙特卡洛
分类号: TL811.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 115次
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内容摘要


目前,对暗物质的探测和对其性质的研究是当代天文学和粒子物理的重要课题之一。暗物质的间接证据证明:暗物质是一种具有万有引力但无电磁、无强作用的未知粒子,它与我们所知物质世界中的原子分子完全不同。它与普通物质的相互作用,除了万有引力之外,很可能有弱相互作用,因此通常被称为“弱作用重粒子”(Weakly Interacting Massive Particles,或WIMPs)。直接探测暗物质的最好办法是观察由WIMPs和原子核之间弱相互作用而引起的核反冲。因为我们知道暗物质的平均速度和大致质量,核反冲的动能估计在几KeV到几十个KeV之间,这样的能量是应该可以观察到的。暗物质穿过地球的过程中有很小的概率和普通物质产生碰撞,产生极其稀少、微弱的信号,因此要测量则必须具有高灵敏度的探测器以及超低的本底。也就是需要屏蔽掉大量的中子、宇宙背景射线,以及探测器材料和屏蔽材料的产生的辐射。本文的主要任务是针对穿透能力比较强的中子,用蒙特卡洛方法模拟出3He+高密度聚乙烯材料组成的中子探测器,然后模拟计算在背景辐射中中子可能的能量范围内,选择什么形状的屏蔽体以及屏蔽体的厚度才能达到最佳的探测效率。研究结果表明:用高密度聚乙烯作为慢化材料,做成圆筒形套在正比计数管上,把计数管放置在焦面上,对快慢中子都具有较理想的探测效率。

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中图分类: > 工业技术 > 原子能技术 > 粒子探测技术、辐射探测技术与核仪器仪表 > 辐射探测技术和仪器仪表 > 气体电离探测技术和仪器 > 正比计数器
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