厚箔质子反冲中子光谱仪原型机的验证：用于高产DT融合装置

厚箔质子反冲（TPR）光谱仪在中子光谱领域的应用对未来的聚变装置具有高度重要性，例如 ITER 项目，其中中子光谱将在燃料含量监测中发挥关键作用。已有研究基于 ITER 场景下 TPR 光谱仪性能的仿真结果显示出积极趋势。然而，对仿真结果的实验验证将大大提升结论的可靠性。本研究设计并构建了 TPR 中子光谱仪原型机，并使用 DT 中子发生器作为中子源进行测量。将实验结果与基于 Geant4 模型的仿真结果进行比较。实验结果与仿真结果在硅探测器固有能量分辨率范围内吻合。该方法确保了基于 Geant4 的 TPR 光谱仪仿真结果的实验验证。实验结果表明，可利用硅探测器中测量的核反应（${}^{28}$Si(n,d) 和 ${}^{28}$Si(n,$\alpha$)）进行能量校准。实验与仿真比较显示，平均峰值能量和全宽半峰值（FWHM）相差不足 150 keV。探测器效率的计算值低于实验测得的效率高达 33%。能谱测量结果之间的差异表明需更精细的模型和实验控制。总体而言，对开发的 Geant4 仿真模型与实验测得的能谱进行成功验证，提高了该类仿真结果在其他装置中适用性的信心。所示能量校准方法为 ITER 运行期间的中子光谱仪监控开辟了新的可能性。