薄膜中Muons引起X射线辐射（MIXE）的仿真工具比较：锂电池案例研究
高能物理 - 实验
2026-03-18 v2 材料科学
应用物理
摘要
我们对三种蒙特卡罗仿真框架-SRIM、GEANT4和PHITS-进行了比较，用于对μs在微米尺度、多层系统中运输、减停和原子级联进行建模，这些系统与Paul Scherrer Institute（PSI）处于MIXE实验相关。以锂离子电池作为基准靶，比较仿真植入轮廓与GIANT探测器的实验数据。三种代码在整体μ植入分布上都表现出良好的一致性，即使在密度突变处也如此。SRIM为紧凑型几何体提供可靠的植入估计，而PHITS对GEANT4的结果具有相当的准确性，并额外生成μ氡X射线谱。然是，这些谱系在中高Z元素的K线过渡能量上相对于理论和实验值存在系统能量偏移。尽管存在此偏差，PHITS仍准确捕捉相对强度和光谱形状，使元素特定线识别成为可能。结果表明，SRIM和PHITS是快速估算μ植入和减停轮廓的实用工具，PHITS在其转换能偏差被纠正后，具有强大的预测MIXE光谱学潜力。
引用
@article{arxiv.2601.10401,
title = {A comparison of simulation tools for Muon-Induced X-ray Emission (MIXE) in thin films: a study case with lithium batteries},
author = {Maxime Lamotte and Michael W. Heiss and Thomas Prokscha and Alex Amato},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.10401},
year = {2026}
}