Speaker
德煜 王
(大连理工大学)
Description
中子在核反应堆功率监测、医疗应用以及高能粒子物理研究等领域具有广泛的应用价值。由于中子不带电荷，几乎不与物质发生反应或能量交换，高能中子会破坏材料中原子间化合键从而使材料的质量逐渐变差，所以一种耐辐照且能准确探测到中子信号的中子探测器的制备变得尤为重要。BN作为宽禁带半导体材料具有6eV左右的禁带宽度、高击穿场强(约8MV/cm)、阻值极大及耐辐照等优异特性，最为重要的是天然硼元素中含有约19.78%的10B。10B与其他元素或同位素相比，与热中子反应的概率较大，其反应截面达到了3840barn。到目前为止10B富集的10BN薄膜的制备较为困难，本文提出了一种基于天然硼源的BN夹层结构热中子探测器，在两个40微米厚度的BN薄膜中间插入丰度为99.9%的10B或6LiF，通过改变中子转换材料的厚度来探究该结构对热中子探测效率的影响。采用Geant4软件进行模特卡罗模拟对夹层结构BN中子探测器进行建模仿真。模拟的粒子数量为106个，中子能量为0.0253eV的热中子。通过数据分析我们可以得出以下结论，当10B作为夹层材料厚度达到1.5μm时，器件对热中子的探测效率可以达到31.06%，相比与没有夹层的热中子探测器效率提升了约7.7%。当6LiF作为夹层材料厚度达到20μm时，器件对热中子的探测效率可以达到30.91%，相对效率提升了约7.2%。
