基于LiF/ZnS(Ag)和导光束的微型耐高温中子探测器设计与测试

作     者：吴培玮 赵立宏 叶佳伟 

作者机构：南华大学机械工程学院 南华大学核科学技术学院 

出 版 物：《核电子学与探测技术》 (Nuclear Electronics & Detection Technology)

年 卷 期：2024年

学科分类：082704[工学-辐射防护及环境保护] 08[工学] 0827[工学-核科学与技术] 

主　　题：中子探测器 微型 耐高温 LiF/ZnS(Ag) 导光束 

摘      要：堆内中子通量的测量对于反应堆的安全运行至关重要。闪烁体光纤中子探测器因其工作稳定、抗干扰能力强以及能够深入狭窄空间的特性在堆内中子通量在线监测中发挥重要作用。本文将6LiF/ZnS(Ag)混合材料和导光束相结合，设计了一种微型耐高温中子探测器。使用蒙特卡罗软件Geant4和光学仿真软件TracePro完成了探头结构的优化设计，并采用毛细玻璃管解决了粉末状闪烁材料在形状应用上的限制，显著提高了光产率。利用中国核动力研究院零功率实验堆和南华大学中子实验放射源进行了性能测试，结果表明探测器高温工作稳定性好、计数率高、响应灵敏以及γ抑制能力强，具备相对中子通量在线监测能力，为将来适用于更高温度环境的高计数率微型闪烁体中子探测器的研制奠定坚实基础。