塑料閃爍體探測器空間輻射粒子響應建模與仿真研究.pdf

1、載人航天活動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，也會對包括航天員在內的生命體構成嚴重威脅。輻射粒子探測器是對空間輻射環(huán)境進行探測的工具，對空間輻射粒子引起的探測器響應進行仿真并對其特性做出研究分析，是研究與改進設備性能指標的有效方式，從而更好地評估空間輻射環(huán)境，對我國載人航天活動的持續(xù)發(fā)展具有一定意義。
　　本文針對塑料閃爍體探測器中的粒子輸運問題，采用蒙特卡羅方法對輻射粒子輸運方程進行數值模擬求

2、解，開發(fā)出仿真程序EJ_Scint。該程序可以根據實際需求對探測器和入射源的參數進行定義和設置，從而實現(xiàn)不同條件下對探測器中粒子相互作用和閃爍光輸運過程的仿真研究。在此基礎上，利用該程序對不同條件下電子和γ在閃爍體中的響應進行了仿真，并結合相應的實驗數據進行研究分析，從而實現(xiàn)對探測器性能的評估。
　　對電子引起響應進行的研究分析表明，調整反射層的反射率、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系統(tǒng)的能

3、量分辨率；同一粒子事件的兩端信號時間差與粒子入射位置有良好線性關系，仿真計算結果與實驗測試結果基本符合，但存在較小偏差，這是由于閃爍光在閃爍體中傳輸的時間偏差、渡越時間差和電子學器件等的影響。本文對能量范圍為0.5MeV~4MeV的中能γ射線的能量沉積譜進行仿真研究，研究結果表明，在小尺寸探測器中，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效應的影響不明顯；對仿真能量沉積譜和實測能量沉積譜進行對比，分析了γ射線在