Multi-Grid 探测器中本征中子本底的抑制
仪器与探测器
2019-02-20 v2
摘要
中子散射仪器的关键要求之一是信噪比(SBR)。这也是欧洲散裂源(ESS)许多仪器的设计驱动要求,ESS 立志成为世界最亮的中子源。SBR 可通过降低本底来有效改善。Multi-Grid 是一种带有固体碳化硼转换体的大面积热中子探测器,是斩波谱仪的新颖解决方案。该探测器将安装于 ESS 的三台预期斩波谱仪上。由于 Multi-Grid 探测器是具有复杂结构的大面积探测器,其本征本底及通过先进屏蔽设计的抑制应在其复杂性下研究,因为无法简单计算。针对为 ESS 的 CSPEC 仪器设计的 Multi-Grid 探测器模块,通过详细的蒙特卡洛模拟确定了本征散射中子本底及其对 SBR 的影响。确定了探测器容器与中子入射窗口对散射的影响,揭示了优化内部探测器屏蔽的重要性。通过使用理想吸收体作为屏蔽材料确定了常见屏蔽几何(如侧屏蔽和端屏蔽)的降本底能力,并测试了常见屏蔽材料如 BC 和 Cd。基于不同屏蔽拓扑与材料有效性的比较,给出了针对 Multi-Grid 探测器模块的组合屏蔽建议,以优化提升 SBR。
引用
@article{arxiv.1810.08706,
title = {Suppression of intrinsic neutron background in the Multi-Grid detector},
author = {E. Dian and K. Kanaki and A. Khaplanov and T. Kittelmann and P. Zagyvai and R. Hall-Wilton},
journal= {arXiv preprint arXiv:1810.08706},
year = {2019}
}
备注
26 pages, 18 figures, revised