空間中子輻射監(jiān)測正比計(jì)數(shù)器模擬與實(shí)驗(yàn).pdf

1、在航天活動(dòng)中，空間輻射環(huán)境是阻礙航天活動(dòng)成功的至關(guān)重要因素，尤其在載人航天方面。而在空間輻射粒子中，中子由于其突出的生物效應(yīng)而備受關(guān)注。因此，對空間中子輻射監(jiān)測具有重要的意義。中子靈敏的正比計(jì)數(shù)器是一種重要的氣體探測器，電場分布和氣體特性對正比計(jì)數(shù)器的性能起著至關(guān)重要的作用。通過對正比計(jì)數(shù)器的工作條件、物理過程、輸出信號的模擬分析，可以為提高探測器性能和設(shè)計(jì)新探測器提供支持和參考。
　　本文在探測器內(nèi)電場分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合氣體特性

2、的計(jì)算，模擬了涂硼中子正比計(jì)數(shù)器的原電離、雪崩放大和輸出信號，并進(jìn)行了試驗(yàn)。使用有限元分析軟件計(jì)算了幾種探測器幾何結(jié)構(gòu)下的電場分布；計(jì)算了不同壓強(qiáng)P10氣體的特性參數(shù)；使用Garfield模擬了探測器內(nèi)的物理過程和輸出信號脈沖。為了檢驗(yàn)硼轉(zhuǎn)化層的有效作用，利用CR-39核徑跡探測器進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)；用Am-Be中子源完成了探測器測試。研究結(jié)果表明，管壁開孔會使電場發(fā)生變化，輸出信號甚至?xí)?0％以上的變化；探測器模擬得到的放大倍數(shù)、輸出信號與

3、工作電壓的關(guān)系曲線符合探測器正比工作特征；800V~1000V電壓范圍內(nèi)探測器測量信號與模擬結(jié)果較符合。
　　總體而言，本文研究工作在兩個(gè)方面獲得了較大進(jìn)展。首先，利用深層充電模型，分析了電子輻射可能引起的介質(zhì)充電，充電介質(zhì)中總電荷對探測器內(nèi)電場有較大的影響，對Teflon材料，充電后可使探測器內(nèi)電場強(qiáng)度增大許多倍，并在此基礎(chǔ)上探討了減小充電電荷的方法。其次，設(shè)計(jì)、搭建、調(diào)試了探測器真空系統(tǒng)和輸氣系統(tǒng)達(dá)到了預(yù)定的技術(shù)指標(biāo)，該系統(tǒng)成