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《河南师范大学》 2011年
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低本底高纯锗探测器探测效率及其屏蔽系统的GEANT4模拟

王俊阳  
【摘要】:高纯锗探测器在核物理研究和核技术应用研究中主要是用于对γ射线的能量和强度的测量。高纯锗探测器由于具有较高的能量分辨率、高探测效率和较大的射线探测范围(几KeV到几MeV),被广泛应用于各类物理量测量中。高纯锗探测器最关键的几个技术指标包括能量分辨率和探测效率,而探测效率又直接关系到物理量测量结果的准确程度,所以对探测效率的研究有重大的意义。探测器对γ射线的探测效率对不同的测量目的有不同的定义。而对于实验室现有的HPGe探测器不但探测效率高,而且能量分辨率也非常高,适用于做精密γ能谱测量。γ射线的全能峰十分尖锐,即使比较复杂的γ射线或多种核素发出的γ射线入射,大多数全能峰都能孤立地分开,全能峰容易识别,而且一个完整的谱往往占有很多道数,而且全能峰的影响因素比较少,散射及其它干扰辐射脉冲幅度较小不会影响到全能峰的计数。全能峰也容易辨别,求峰面积比较容易。 本文对极低本底下的高存锗探测器及其屏蔽层厚度包括Pb砖、铁Fe、无氧铜、聚乙烯的厚度选择和探测效率模拟。在模拟高存锗探测器探测效率及其屏蔽层时,我们使用低本底的高纯锗(HPGe)探测器来测试材料中天然放射性核素γ放射性。如岩石,聚乙烯,铅,光电管等的放射性,并要求能达到μBq/kg的比活度放射性水平。采用由欧洲核子中心(CERN)主导开发并用于高能物理的蒙特卡罗数值模拟计算软件工具包Geant4,文中模拟了锗晶体的探测效率,屏蔽层不同厚度的探测效率有:包括铅厚度5cm,10cm,铁厚度为2cm,4cm,6cm,8cm,10cm,聚乙烯厚度2cm,4cm,6cm,8cm,10cm,无氧铜厚度2cm,4cm,6cm,8cm,10cm。通过模拟计算,得出了不同屏蔽层厚度对γ射线的探测效率,建立起一套极低本底的高纯锗探测器γ射线屏蔽系统,对于挑选出合适放射性水平的低本底材料,降低暗物质测量系统的本底放射性水平具有重要的意义。
【学位授予单位】:河南师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TL814

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【参考文献】
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