用于防扩散的大规模掺钆水切伦科夫探测器

特种核材料（SNM），如高浓缩铀或钚，其裂变事件可同时产生多个中子与高能伽马射线。观测这些粒子之间的时间关联性是存在可裂变材料的重要指示。宇宙射线过程也可能模拟这类关联信号。然而，若本底足够低且被充分表征，在感兴趣目标存在时关联事件率的显著变化即构成 SNM 存在的稳健特征。由于裂变发射是各向同性的，要对此类多重性获得足够的灵敏度，需要探测器对目标具有大立体角覆盖的高效率。当需要大立体角覆盖时，水切伦科夫探测器是一种经济高效的选择。为表征大规模水切伦科夫探测器的中子探测性能，我们设计并建造了一个 3.5 kL 的基于水切伦科夫效应的伽马射线与中子探测器，并在 Geant4 [1] 中对探测器响应进行了建模。我们报告了该探测器的位置相关中子探测效率与能量响应，以及模拟的基本特性。