研究目的
基于6Li玻璃闪烁体和数字SiPM阵列开发固态位置灵敏中子探测器原型，以克服基于PMT的探测器（如对磁场敏感和高工作电压）的局限性，并实现1毫米×1毫米的空间分辨率和20 Mcps/m2的中子计数率，用于中子反射实验。
研究成果
模拟结果表明，采用1毫米厚的GS20?闪烁体玻璃，配合1毫米厚、折射率为1.5的分光玻璃以及抛光铝盖，可实现1毫米×1毫米的目标空间分辨率。该配置能为SiPM像素提供充足的光分布，从而实现精确的位置重建。后续工作将在TREFF仪器上进行实验测试，以验证该设计及性能。
研究不足
该研究基于模拟和原型；实验验证尚待进行。长期使用中硅光电倍增管（SiPM）的辐射损伤是个问题，但先前研究表明这可能是可控的。该设计可能对伽马射线敏感，且中子定位算法需进一步优化。
1：实验设计与方法选择：
本研究通过Geant4模拟设计中子探测器原型，以优化光学前端。该探测器由闪烁玻璃、色散玻璃和数字SiPM阵列组成。模拟模型包括中子相互作用、光传播及光子探测过程，用于优化色散玻璃厚度和折射率等参数。
2：样本选择与数据来源：
采用的闪烁体为Scintacor公司的GS20? 6Li玻璃（厚度1毫米），色散玻璃为PGO-D263 T eco。模拟的中子束波长λ=4.78 ?，能量E=3.58 meV，每组参数设置10,000个中子事件。
3：78 ?，能量E=58 meV，每组参数设置10,000个中子事件。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：设备包含GS20?闪烁玻璃、PGO-D263 T eco色散玻璃、Panacol-Vitralit 1605胶水、Eljen EJ-552凝胶、PDPC数字SiPM阵列（DPC3200-22-44模块）、珀尔帖元件（Eureca - TEC1SE-55-55-280/78）、散热器、风扇及铝制端盖。所有材料均具有特定折射率和厚度规格。
4：8）、散热器、风扇及铝制端盖。所有材料均具有特定折射率和厚度规格。 实验流程与操作规范：
4. 实验流程与操作规范：使用Geant4进行模拟，采用中子相互作用、能量沉积及光学物理的物理列表。追踪光子传播路径，存储光子位置和时间数据用于分析。装置包含材料界面接口以确保高效光传输。
5：数据分析方法：
通过计算触发单元平均数和光子分布的半高全宽（FWHM）进行分析。结果用于确定实现目标空间分辨率所需的最佳色散玻璃厚度和折射率。
独家科研数据包，助您复现前沿成果，加速创新突破
获取完整内容-
GS20 scintillator glass
GS20
Scintacor
Converts neutron energy into photons for detection
-
PDPC digital SiPM array
DPC3200-22-44
Philips
Detects photons from scintillator for neutron position sensing
-
Disperser glass
PGO-D263 T eco
PGO
Spreads light across SiPM pixels for better position reconstruction
-
Adhesive
Panacol-Vitralit 1605
Panacol
Glue between disperser glass and SiPM
-
Gel
Eljen EJ-552
Eljen Technology
Interface between scintillator and disperser glass
-
Peltier element
TEC1SE-55-55-280/78
Eureca
Cools SiPM arrays to reduce thermal noise
-
登录查看剩余4件设备及参数对照表
查看全部
