高纯锗探测器探测效率的MCNP模拟

论文摘要

论文由四部分组成,分别为引言、原理、蒙特卡罗方法以及MCNP程序的介绍、数学建模和数据分析。引言部分介绍了高纯锗探测器探测效率研究的发展背景与意义以及国内外的发展研究的现状。原理部分,即文章的第二、三章,首先介绍了γ射线与物质的三种相互作用的物理机制,然后介绍了高纯锗探测器探测效率测量的物理原理,为实验打下理论基础。蒙特卡罗方法以及MCNP程序介绍部分,对程序的使用方法和技巧作了详细认真的描述。最后一部分中首先构建高纯锗探测器探测效率测量实验和MCNP模拟的实验模型,然后分别采用高纯锗探测器和MCNP程序对152Eu和133Ba放射源进行探测效率的实验测量和模拟计算,通过对比分析确定探测器的几何模型的各项参数,并且进一步模拟了133Ba的能谱并与是实验能谱进行比对;同时还模拟各个距离和角度上的探测效率,并对数据进行处理和分析。文章通过分析、比对γ放射源的探测效率,证明MCNP模拟得到的数据是可靠的。对于任意能量、任意分布源的辐射测量,我们就可以借助于理论计算来完成。

论文目录

• 内容提要
• 第一章 引言
• 1.1 研究背景与意义
• 1.2 HPGe探测器的研究现状
• 1.3 本研究工作及意义
• 第二章 γ（X）射线与物质相互作用的机制
• 2.1 光电效应
• 2.1.1 光电子的能量
• 2.1.2 光电截面
• 2.1.3 光电子的角分布
• 2.2 康普顿效应（散射）
• 2.3 电子对效应
• 第三章 高纯锗探测器探测效率模拟的基本原理
• 3.1 高纯锗探测器工作的基本原理
• 3.2 探测效率的分类
• 3.3 影响探测效率的几个因素
• 3.4 探测效率的MCNP模拟
• 第四章 蒙特卡罗（Monte Carlo）方法
• 4.1 蒙特卡罗方法简介
• 4.2 粒子输运问题
• 4.3 MCNP基础
• 4.4 MCNP解决光子在介质中的输运问题
• 4.4.1 简单的物理处理过程
• 4.4.2 详细的物理处理过程
• 4.5 MCNP误差的估计
• 4.6 MCNP效率因素
• 4.7 减小方差的技巧
• 4.8 MCNP程序运行结构
• 第五章HPGe 探测器的探测效率的实验测量以及MCNP 的模型建立和模拟
• 5.1 实验测量高纯锗探测器的源峰效率
• 5.2 MCNP的模型建立和模拟计算
• 第六章 数据处理及分析
• 6.1 探测器死层厚度和冷指尺寸的确定
• 6.1.1 探测器死层厚度的调节
• 6.1.2 探测器冷指尺寸的确定
• 6.2 探测器能谱模拟
• 6.3 探测效率ε与轴向距离h和径向距离r的关系
• 6.3.1 源峰探测效率与放射源到入射窗表面距离的关系
• 6.3.2 源峰探测效率与径向距离的关系
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 摘要
• ABSTRACT
• 致谢