塑料閃爍體探測(cè)器空間輻射粒子響應(yīng)建模與仿真研究.pdf

1、載人航天活動(dòng)是人類探索太空的重大舉措之一，空間輻射環(huán)境一直是航天器故障的重要誘因，也會(huì)對(duì)包括航天員在內(nèi)的生命體構(gòu)成嚴(yán)重威脅。輻射粒子探測(cè)器是對(duì)空間輻射環(huán)境進(jìn)行探測(cè)的工具，對(duì)空間輻射粒子引起的探測(cè)器響應(yīng)進(jìn)行仿真并對(duì)其特性做出研究分析，是研究與改進(jìn)設(shè)備性能指標(biāo)的有效方式，從而更好地評(píng)估空間輻射環(huán)境，對(duì)我國(guó)載人航天活動(dòng)的持續(xù)發(fā)展具有一定意義。
　　本文針對(duì)塑料閃爍體探測(cè)器中的粒子輸運(yùn)問(wèn)題，采用蒙特卡羅方法對(duì)輻射粒子輸運(yùn)方程進(jìn)行數(shù)值模擬求

2、解，開(kāi)發(fā)出仿真程序EJ_Scint。該程序可以根據(jù)實(shí)際需求對(duì)探測(cè)器和入射源的參數(shù)進(jìn)行定義和設(shè)置，從而實(shí)現(xiàn)不同條件下對(duì)探測(cè)器中粒子相互作用和閃爍光輸運(yùn)過(guò)程的仿真研究。在此基礎(chǔ)上，利用該程序?qū)Σ煌瑮l件下電子和γ在閃爍體中的響應(yīng)進(jìn)行了仿真，并結(jié)合相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行研究分析，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)探測(cè)器性能的評(píng)估。
　　對(duì)電子引起響應(yīng)進(jìn)行的研究分析表明，調(diào)整反射層的反射率、閃爍體的尺寸、閃爍體與PMT的耦合方式可以改變PMT的光收集效率與探測(cè)系統(tǒng)的能

3、量分辨率；同一粒子事件的兩端信號(hào)時(shí)間差與粒子入射位置有良好線性關(guān)系，仿真計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果基本符合，但存在較小偏差，這是由于閃爍光在閃爍體中傳輸?shù)臅r(shí)間偏差、渡越時(shí)間差和電子學(xué)器件等的影響。本文對(duì)能量范圍為0.5MeV~4MeV的中能γ射線的能量沉積譜進(jìn)行仿真研究，研究結(jié)果表明，在小尺寸探測(cè)器中，能量較低的γ的能量沉積譜中的康普頓邊緣較明顯，多次康普頓散射和累計(jì)效應(yīng)的影響不明顯；對(duì)仿真能量沉積譜和實(shí)測(cè)能量沉積譜進(jìn)行對(duì)比，分析了γ射線在