用于探测非法材料的主动中子询问系统的蒙特卡洛模拟

当前，国际恐怖主义的威胁处于严峻水平，要求全球加强安全。可能被制成放射性散布装置的放射性材料通常发射伽马射线，而铀和钚等裂变材料通过自发或诱发裂变发射中子和伽马射线。因此，危险材料的探测与识别变得愈发重要。我们给出了基于高分段中子/伽马射线探测器和脉冲中子发生器的主动中子询问系统的GEANT4蒙特卡洛模拟结果。该系统能够探测和成像放射性材料及特种核材料、爆炸物和毒品。分段闪烁探测器作为散射相机工作，可选择在探测器块中经历多次相互作用的伽马射线事件以定位放射源。探测器由塑料闪烁体块（提供散射）和CsI块（用作吸收体，须高效探测用于识别的特征伽马辐射）组成。由于这种成像能力，本底事件可被显著抑制，减少高置信度探测所需事件数，从而大幅提高灵敏度。我们概念化、模拟并优化了用于探测屏蔽放射性材料的散射成像仪，以在最小化成本的同时最大化灵敏度。