基于塑料闪烁光纤阵列的γ射线位置灵敏探测器数值模拟

摘要

基于蒙特卡罗的模拟方法,设计了一个基于塑料闪烁光纤阵列的γ射线位置灵敏探测器并对其性能进行了系统的研究.分析了该探测器在高能γ粒子辐照下的康普顿散射特性和圆形塑料闪烁光纤的能量泄漏情况,发现随着入射能量的不同,康普顿边缘峰值也相应变化,并且和入射光子能量一一对应.考虑阵列间粒子串扰的情况下,利用此特性得到该位置灵敏探测器在0.8～7.0 MeV的γ入射能量下,能量分辨率和空间分辨率分别能够达到10％和cm量级.但由于闪烁光纤原子序数较低,在较高能区的探测效率也较低,只有15％左右或更低.这就使得利用闪烁光纤阵列探测器不能同时满足较好的空间分辨率和能量分辨率,两者出现一定的矛盾.