周围材料对雷暴相关中子测量的影响

在雷暴期间，通过 $^{3}\mathrm{He}$ 计数器观测到了强烈的低能中子通量 [Gurevich et al (Phys. Rev. Lett. 108, 125001, 2012)]。这种前所未有的增强是如何产生的仍然难以捉摸。为了更好地阐明其机制，我们使用 GEANT4 进行了模拟研究，探讨周围材料对 $^{3}\mathrm{He}$ 计数器测量的影响。研究发现，与之前的想法不同，由于与其阴极管材料（Al 或不锈钢）发生非弹性相互作用，$^3\mathrm{He}$ 计数器对高能伽马射线具有较小的灵敏度。如果这种具有固有低灵敏度的 $^{3}\mathrm{He}$ 计数器被厚材料包围，它将主要探测到雷暴相关的伽马射线，而不是大气中通过光核反应产生的那些中子。另一方面，如果计数器被薄材料包围且位于远离伽马射线源的地方，它将观测到几乎没有伽马射线污染的中子信号。与 Gurevich 的测量相比，本工作允许我们推断，如果其观测站非常靠近或位于雷暴云中的伽马射线发射区域内，那么这些增强可归因于伽马射线。