用于CSNS反角白光中子源的双屏栅电离室设计及性能初步研究

作者：何逾洋; 刘蕴韬; 刘毅娜; 王志强; 李春娟; 夏莉; 骆海龙

来源：同位素, 2022, 1-8.

• CSNS反角白光中子源
• 屏栅电离室
• 中子能谱测量

为测量中国散裂中子源(China Spallation Neutron Source,CSNS)反角白光中子源150 keV以下能区飞行时间法中子能谱,研制基于~(10)B(n,α)~7Li和~6Li(n,t)α核反应的双屏栅电离室,采用“薄窗”和薄底衬的结构设计。通过Garfield++、SRIM和Simcenter MAGNET Electric程序对屏栅电离室的工作气体、极间距和电场分布等工作参数进行模拟设计,并采用α源及三种气体对电离室进行性能参数初步测试。结果表明,选定电子漂移速度快、扩散系数小以及阻止本领大的CF_4作为CSNS/Back-n束上测试时的工作气体,阴极-栅极和栅极-阳极间距分别为20 mm和5 mm。屏栅电离室收集区Φ74 mm范围内是电场均匀区,场强的相对偏差不超过0.03%;性能测试结果表明,工作气体为CF_4时电离室对~(239)Pu/~(241)Am/~(244)Cm混合α面源具有很好的能量分辨,最佳能量分辨率为2.4%@5.48 MeV。对比平板型电离室和硅微条探测器的测量结果,验证了本工作研制的屏栅型电离室的能量分辨优势。

• 单位
  中国原子能科学研究院