过热液滴探测器在中子和暗物质探测中的应用研究

作     者：黄锦锋 

作者单位：广西大学 

学位级别：硕士

导师姓名：管永精;倪邦发

授予年度：2012年

学科分类：07[理学] 070202[理学-粒子物理与原子核物理] 0702[理学-物理学] 

主      题：过热液滴探测器 能量沉积 蒙特卡罗 暗物质 

摘      要：核能安全问题一直是人们关注的焦点,特别是福岛核电站发生事故后,对核能安全的关注更是上升到了前所未有的高度。一旦出现安全事故,如何尽快的排除险情,将损失降到最低?此时就迫切需要一种体积小巧、便于携带、特别是能够在强伽马射线一中子混合场中使用的中子探测器。过热液滴探测器是满足要求的探测器之一。本论文工作对过热液滴相关的问题进行了实验和理论的研究。 本论文的主要工作有： 1.通过在过热液滴探测器添加10B元素,制作出对热中子灵敏的探测器而不仅仅是对快中子灵敏。对含B和不含B的探测器做了实验对比,作了曲线图,得出了含’。B的探测器的计数要比不含10B的计数要多,探测效果要好,并对实验结果进行分析。 2.用SRIM模拟了中子引发的次级带电粒子α、7Li、Cl、F、H、C在液态CCl2F2的能量沉积,计算了传能线密度,为确定过热液滴的半径大小提供了依据;通过相关核截面的比较及其反冲阈能的计算,得出了H核对其余的原子核利用中子是不利的,配方基体应该用含H少的物质;而19F对利用快中子是有利的,采用含F高的工作物质。 3.比较了添加1g10B和2g10B对探测器的影响,实验结果表明,添加2g元素增加了探测器对中子的响应。 4.给出了过热液滴发生液--气相变的临界能及临界半径详细的计算方法和计算公式。 5.对中子在介质中的输运特性进行了MCNP模拟,模拟表明聚乙烯慢化改变了中子能谱,增加了热中子份额,有利于检验添加10B的探测器对热中子的响应。 6.计算了10B俘获热中子后生成的激发态的7Li在退激过程中发射伽马射线而产生的多普勒频移,计算出了频移的大小。 7.设计了一套实验装置,用来进行新探测器的制备和准备进行暗物质的探测。