镀膜型~nMCP探测效率和位置分辨优化的蒙特卡罗模拟研究

作者：张连军; 周健荣; 杨建清; 谭金昊; 宋玉收; 孙志嘉

来源：原子核物理评论, 2021, 38(02): 190-195.

• 中国散裂中子源
• ~nMCP
• 探测效率
• 位置分辨
• 优化计算

中子敏感微通道板（Neutron sensitive microchannel plate,~nMCP）因其具有高探测效率和位置分辨,配合先进的读出电子学可作为能量分辨中子成像探测器的优先选择。相比于基体掺杂型的~nMCP,基于原子层沉积技术（Atomic Layer Deposition,ALD）的~nMCP具有原材料消耗少、通道内壁具有高的二次电子发射系数等优势。首先,通过实验对掺杂natGd型~nMCP的典型中子和伽马信号进行研究。然后,采用Geant4模拟和理论计算对镀膜10B2O3型~nMCP的孔径、壁厚、倾角和镀膜厚度进行优化。计算结果表明,当~nMCP的几何参数选择为镀膜厚度1μm、孔径10μm、壁厚1μm以及倾角3°时,~nMCP性能达到约56%的热中子探测效率和约22μm的位置分辨。计算结果对CSNS能量选择中子成像探测器~nMCP的几何参数设计具有重要意义。

• 单位
  核探测与核电子学国家重点实验室; 散裂中子源科学中心; 哈尔滨工程大学; 中国科学院高能物理研究所