組織等效正比計數(shù)器(TEPC)可以測量電離輻射的線能譜(加權(quán)后得到微劑量譜),由線能譜便可計算輻射場的劑量學(xué)量,主要包括吸收劑量,平均品質(zhì)因子和劑量當(dāng)量。因此,研制TEPC對中子輻射防護(hù)具有重要意義。充分了解TEPC的物理過程有助于探測器的優(yōu)化設(shè)計。本論文針對球形TEPC,確定了探測器的結(jié)構(gòu)參數(shù)并分析了探測器內(nèi)電場分布；采用蒙卡程序Geant4模擬了探測器對單能中子輻射場的能量響應(yīng),計算了劑量當(dāng)量響應(yīng)和靈敏度；采用Garfield和ANSYS模擬了不同工作電壓下TEPC的絕對氣體放大倍數(shù)；最后設(shè)計加工了球形TEPC并通過實驗對模擬結(jié)果進(jìn)行了驗證,從而建立了模擬TEPC物理過程的方法并得到了TEPC相關(guān)性能參數(shù),可為TEPC探測器的研制提供參考。本文在文獻(xiàn)調(diào)研的基礎(chǔ)上,設(shè)計了Benjamin結(jié)構(gòu)的TEPC探測器。在合理假設(shè)下,采用有限元軟件ANSYS分析了Benjamin結(jié)構(gòu)和非Benjamin結(jié)構(gòu)TEPC內(nèi)的電場分布并計算了探測器內(nèi)氣體放大倍數(shù)沿陽極絲的分布。結(jié)果表明,Benjamin結(jié)構(gòu)比非Benjamin結(jié)構(gòu)的TEPC具有沿陽極更均勻的電場分布和氣體放大倍數(shù)分布,Benjamin結(jié)... 

【文章來源】：中國工程物理研究院北京市

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１典型ＴＥＰＣ結(jié)構(gòu)示意圖??

度差異造成的微劑量譜的崎變ｔＷ。壁效應(yīng)主要分為四種情況。第一種壁效應(yīng)是次級粒子??效應(yīng)（ｄｅｌｔａ?ｒａｙ）；初級粒子與次級粒子同時進(jìn)入ＴＥＰＣ空腔，但在真實均勻組織情況下，??初級粒子與次級粒子有可能只貢獻(xiàn)單個能量沉積事件。圖１．５是次級粒子壁效應(yīng)的原理。??國區(qū)??圖１．５次級粒子（ｄｅｌｔａ?ｒａｙ）效應(yīng)原理示意圖??ＫｅｌｌｅｒｅｒｔＷ計算得出對于能量高于５ＭｅＶ的質(zhì)子，次級粒子效應(yīng)貢獻(xiàn)的能量沉積事件??占能量沉積事件總數(shù)目的１５％。第二種壁效應(yīng)是折返效應(yīng)（ｒｅ－ｅｎｔｒｙ）：由于電子路徑的??曲折，假設(shè)空腔中的電子折入探測器室壁，經(jīng)庫倫散射后又返回空腔，造成第二次計數(shù)。??而在均勻組織中，電子可能不會返回空腔。圖１乂是折返效應(yīng)的原理。??圖１．６折返（ｒｅ－ｅｎｔｒｙ）效應(yīng)原理示意圖??折返效應(yīng)主要針對電子，Ｋｅｌｌｅｒｅｒ估計得出在所有能量沉積事件中，大約有２０％事??件數(shù)來自折返的貢獻(xiàn)。第Ｈ種壁效應(yīng)是Ｖ形效應(yīng)：當(dāng)兩個重離子徑跡相交呈Ｖ形時，??假設(shè)兩個事件都彼記錄，但在密度均勻情況下卻可能只有一個計數(shù)。圖１．７為Ｖ形效應(yīng)??的原理。??７??

度差異造成的微劑量譜的崎變ｔＷ。壁效應(yīng)主要分為四種情況。第一種壁效應(yīng)是次級粒子??效應(yīng)（ｄｅｌｔａ?ｒａｙ）；初級粒子與次級粒子同時進(jìn)入ＴＥＰＣ空腔，但在真實均勻組織情況下，??初級粒子與次級粒子有可能只貢獻(xiàn)單個能量沉積事件。圖１．５是次級粒子壁效應(yīng)的原理。??國區(qū)??圖１．５次級粒子（ｄｅｌｔａ?ｒａｙ）效應(yīng)原理示意圖??ＫｅｌｌｅｒｅｒｔＷ計算得出對于能量高于５ＭｅＶ的質(zhì)子，次級粒子效應(yīng)貢獻(xiàn)的能量沉積事件??占能量沉積事件總數(shù)目的１５％。第二種壁效應(yīng)是折返效應(yīng)（ｒｅ－ｅｎｔｒｙ）：由于電子路徑的??曲折，假設(shè)空腔中的電子折入探測器室壁，經(jīng)庫倫散射后又返回空腔，造成第二次計數(shù)。??而在均勻組織中，電子可能不會返回空腔。圖１乂是折返效應(yīng)的原理。??圖１．６折返（ｒｅ－ｅｎｔｒｙ）效應(yīng)原理示意圖??折返效應(yīng)主要針對電子，Ｋｅｌｌｅｒｅｒ估計得出在所有能量沉積事件中，大約有２０％事??件數(shù)來自折返的貢獻(xiàn)。第Ｈ種壁效應(yīng)是Ｖ形效應(yīng)：當(dāng)兩個重離子徑跡相交呈Ｖ形時，??假設(shè)兩個事件都彼記錄，但在密度均勻情況下卻可能只有一個計數(shù)。圖１．７為Ｖ形效應(yīng)??的原理。??７??


本文編號：2923188