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基于?Li玻璃闪烁体和数字SiPM阵列的固态位置灵敏中子探测器原型开发
摘要： 光电倍增管（PMT）已广泛用作冷中子和热中子闪烁探测器的首选光电检测器。然而，基于PMT的闪烁中子探测器存在对磁场敏感、工作电压高（>1千伏）等局限，这促使人们为这些应用寻找替代光电检测器。硅光电倍增管（SiPM）以单光子模式运行，工作电压低于PMT（约20-70伏），且不受磁场影响。SiPM还具有生产成本低、体积紧凑、读出速率高等特点，使其成为替代此类设备中光电检测器部分的潜在候选方案。因此，我们正在开发基于SiPM技术的闪烁中子探测器。该探测器原型具有13厘米×13厘米的有效探测面积，计划未来用于德国加兴海因茨·迈尔-莱布尼茨中心（MLZ）的TREFF仪器进行中子反射实验。本文报道了该探测器的设计理念、研发进展及优化设计的模拟结果。
关键词： Geant4、中子闪烁探测器、冷中子与热中子、硅光电倍增管（SiPM）
更新于2025-09-23 15:23:52
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G4Linac_MT，一款基于Geant4、易于使用的医用直线加速器建模代码
摘要： 本文介绍G4Linac_MT——一款为简化Geant4 C++工具包在医用直线加速器模拟中的应用而开发的易用开源代码。该多线程代码封装了多个成熟的C++?？椋嚎纱砑负斡氩牧辖５母丛颖嗦?、便捷绘制各类物理量直方图、自动合并所有工作线程生成的输出数据至单文件、精准估算达到统计不确定度<1%所需模拟初级粒子数及对应CPU耗时、集成轫致辐射分裂、粒子循环利用、粒子旋转分裂及堆叠机制等方差缩减技术，并采用专为该代码基于HDF5-C++科学库开发的新相位空间文件格式。为最大限度减少Geant4直线加速器建模验证的人力投入，代码配套Java图形界面应用程序，包含加速器头模模拟、剂量计算、数据分析、几何建模和伽马指数计算等独立功能?？?。通过展示配置10×10 cm2射野的Saturne 43 12 MV直线加速器头模蒙特卡罗模拟结果，验证了G4Linac_MT的性能：采用伽马指数法对比水模体中模拟与实测剂量学函数，结果显示在2.6%-1 mm精度范围内高度吻合；经方差缩减技术优化后，该多线程代码总CPU耗时降低达7倍。
关键词： 多线程，G4Linac_MT，蒙特卡罗，Geant4，直线加速器
更新于2025-09-23 15:22:29
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三栅极硅纳米线场效应晶体管的电导调节灵敏度
摘要： 采用电流瞬态直接测量法研究了SOI三栅硅纳米线的单粒子瞬态(SET)响应。通过两个步骤将收集电荷分布与模拟结果进行对比：一是使用详细的电荷产生描述进行沉积能量的蒙特卡罗模拟，二是进行收集电荷的TCAD模拟，获得了与实验数据良好的一致性。因此，现有模拟工具经过少量优化后即可用于此类集成器件的模拟。对SET的分析表明，收集到的电荷值既低于根据线性能量转移(LET)估算的电荷，也低于纳米线中实际产生的电荷，揭示了纳米线器件对高LET离子的有限敏感性。
关键词： 纳米线、单粒子效应瞬态（SEE）、单粒子瞬态（Single - Event Transient）、超薄绝缘体上硅（Ultra - Thin SOI）、粒子 - 物质相互作用、单粒子效应（Single - Event Effect）、Geant4、鳍式场效应晶体管（FinFET）、技术计算机辅助设计（TCAD）、多栅极、模拟、单粒子瞬态（SET）、实验
更新于2025-09-23 15:21:01
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[2019年IEEE光子学与电磁学研究秋季研讨会（PIERS-Fall）- 中国厦门（2019.12.17-2019.12.20）] 2019光子学与电磁学研究秋季研讨会（PIERS-Fall）- 一款220 GHz氮化镓高电子迁移率晶体管功率放大器
摘要： Geant4代码的更新对电子背散射模拟产生了影响，与先前发表的结果相比有所变化。通过分析模拟的电子背散射分数与大量实验数据的兼容性（涵盖Geant4中可用的广泛物理配置选项），量化了这些更新的影响。特别关注了Geant4 10.2版本首次推出的两种电子散射实现：Goudsmit-Saunderson多次散射模型和基于Mott截面计算的单次库仑散射模型。新的Goudsmit-Saunderson多次散射模型的表现取决于电子能量，可能等同于或不如先前Geant4版本中的模型准确。新的库仑散射模型在物理角度存在缺陷，但在Geant4 10.2版本中计算速度较快；而Geant4 10.2p01版本发布的物理修正显著降低了其计算性能。先前出版物中观察到的电子背散射模拟问题已通过Geant4几何领域的更新得到解决。
关键词： 电子、蒙特卡罗、模拟、Geant4
更新于2025-09-23 15:19:57
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[IEEE 2019化合物半导体周(CSW) - 日本奈良 (2019.5.19-2019.5.23)] 2019化合物半导体周(CSW) - 具有极短嵌入式有源区的光子晶体激光器
摘要： Geant4代码的更新对电子背散射模拟产生了影响，与先前发表的研究结果相比有所变化。通过分析模拟的电子背散射分数与大量实验数据的兼容性（涵盖Geant4中多种物理配置选项），量化了这些更新的影响。重点研究了Geant4 10.2版本首次引入的两种电子散射模型：Goudsmit-Saunderson多次散射模型和基于Mott截面计算的单次库仑散射模型。新Goudsmit-Saunderson多次散射模型的表现与先前版本模型相比，在不同电子能量下可能相当或精度更低。新库仑散射模型在物理原理上存在缺陷，但在Geant4 10.2版本中计算速度较快；而10.2p01版本发布的物理修正显著降低了其计算性能。先前文献中观察到的电子背散射模拟问题已通过Geant4几何模块的改进得到解决。
关键词： 电子、蒙特卡罗、模拟、Geant4
更新于2025-09-19 17:13:59
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利用康普顿反冲电子进行高强度轫致辐射光谱分析
摘要： 利用180度反冲康普顿电子测量了高强度轫致辐射的能量分布。采用优化的探测器-准直器配置进行反冲电子的探测与能谱测量。该能谱通过从ENDF/B.VIII.0库获取的康普顿截面重建得到。利用Geant4代码结合ENDF/B-VIII.0推荐的截面进行理论模拟，进一步验证了实测能谱。若在模拟中考虑电子束的空间展宽和能量展宽，模拟能谱与实测能谱相符。
关键词： 轫致辐射光谱学、康普顿散射、Geant4、核仪器仪表
更新于2025-09-11 14:15:04
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[2018年第二届生物医学工程国际会议（IBIOMED）- 印度尼西亚巴厘岛（2018.7.24-2018.7.26）] 2018年第二届生物医学工程国际会议（IBIOMED）- 水能否替代电子束和光子束中使用的肌肉组织？一项蒙特卡罗研究
摘要： 本研究采用Geant4-GAMOS蒙特卡罗方法评估不同模体材料（muscle_ICRP、muscle_ICRU和水）的应用效果?；谂分藓俗友芯恐行模–ERN）开发的Geant4工具包的GAMOS是一款蒙特卡罗模拟软件。本模拟所用骨骼肌（ICRP）、横纹?。↖CRU）及水（ICRU）的材料组成与密度数据均来自Geant4截面数据库。模拟对象包含世界环境、探测器、放射源和模体四部分，其中模体材料具有区分性。放射源置于管道内，探测器位于模体内，两者在+x方向相距2厘米。研究采用能量分别为0.5、1.0、1.5和2.0 MeV的光子束与电子束作为放射源。各次模拟时长因入射粒子类型、粒子能量及模体材料组成而异——电子束在各类模体中的模拟耗时均长于光子束。每次模拟均会出现瑞利散射、康普顿散射和光电效应，但仅1.5 MeV与2.0 MeV光子束中观测到γ射线转化为正负电子对的现象（该正电子由电子对产生相互作用生成）。本模拟收集的能量直方图显示：当肌肉组织（ICRP与ICRU）距体表深度不超过2厘米时，可用纯水替代。通过对比EGSnrc等其他蒙特卡罗软件提取的肌肉（ICRP与ICRU）与水介质的质量衰减系数曲线及阻止本领比曲线，本研究结论得到进一步验证。
关键词： 阻止本领、蒙特卡罗方法、质量衰减系数、Geant4、GAMOS、肌肉
更新于2025-09-10 09:29:36
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锥束CT中金属增材制造部件的散射校正
摘要： 本文提出了一种用于锥束计算机断层扫描（CT）的X射线散射校正方法，以减少金属增材制造（AM）部件的杯状伪影和图像不均匀性。首先通过锥束CT系统获取360°投影数据；其次基于Geant4建立对应虚拟CT系统以获取散射光子。与既往研究不同，本研究通过将部件CAD模型导入Geant4来设定金属AM部件几何结构，该方法既能确保几何精度又能简化几何定义流程。最后从360°实验投影中扣除相应散射光子获得校正投影，采用FDK算法重建得到校正图像。校正后图像中感兴趣区域的均方根偏差平均值约为未校正图像的79.5%，且杯状伪影与图像不均匀性得到有效抑制。
关键词： 散射校正、CADMesh、Geant4、金属增材制造、锥束CT
更新于2025-09-10 09:29:36