中子测量用慢化体及热中子转换层厚度优化

摘要

通常利用慢化体及热中子转换材料来实现中子的间接探测。为了最大程度提高探测器对中子的探测效率,建立并仿真计算了包含^(252)Cf中子源、聚乙烯慢化体和碳化硼(B_(4)C)/氟化锂(LiF)热中子转换层的蒙特卡洛粒子输运模型,并通过理论分析验证该模型的准确性。研究结果表明:在所建立模型中聚乙烯慢化体厚度为5.5 cm时热中子份额最大;在此条件下,B_(4)C和LiF热中子转换层厚度分别在2.8μm~3.3μm时和33μm~35μm时探测效率最高;对于单面转换层型热中子探测器,在测量中子时使转换层面朝向中子入射方向可以有效提高探测效率。理论分析得到的结果与粒子输运计算结果基本一致,B_(4)C和LiF厚度分别在2.9μm~3.1μm时和26μm~32μm时探测效率最高,约为4.8%和5.0%。