习凯
,
刘杰
,
张战刚
,
耿超
,
刘建德
,
古松
,
刘天奇
,
侯明东
,
孙友梅
原子核物理评论
doi:10.11804/NuclPhysRev.31.01.081
随着微电子器件集成度增加，由入射离子在器件灵敏区内引起的δ电子分布对器件单粒子效应的影响越来越显著；尤其是它极易引发多位翻转，严重影响设计加固的有效性。首先利用蒙特卡罗软件包Geant4模拟得到重离子在器件灵敏区内产生的δ电子分布，分析得出以下规律：入射离子单核能越高，其产生δ电子分布的径向范围越大；单核能相同的不同种离子，原子序数越大其产生的δ电子密度越大。其次，通过模拟一款45 nm 静态随机存储器的单粒子翻转效应，说明δ电子和灵敏区分布共同影响器件的多位翻转。当器件灵敏区间距一定时，多位翻转率随入射离子能量的升高先上升后下降；在多位翻转率峰值和布喇格峰之间，多位翻转率随入射离子线性能量传输(LET)值的升高而降低，在该区域两侧多位翻转率随离子LET值的升高而升高。
关键词:
单粒子效应
,
δ电子分布
,
多位翻转
,
Geant4
王拓
,
周健荣
,
孙志嘉
,
吴冲
,
王艳凤
,
杨桂安
,
陈元柏
原子核物理评论
doi:10.11804/NuclPhysRev.31.01.069
基于硼转换的GEM (Gas Electron Multiplier)探测器性能突出，计数率高达10 MHz以上，耐辐射，信号读出方式简单、灵活，位置与时间分辨率高，是下一代中子束流监测器极具优势的候选者。这种新型中子束流监测器主要由硼中子转换层、气体电离粒子放大的GEM以及二维读出电极组成。通过Geant4程序包对探测器物理过程进行蒙特卡罗(Monte Carlo)模拟，主要研究了硼中子转换层转换效率与厚度及中子波长的关系、出射粒子的能谱、不同气体比分不同气体厚度中的能量沉积、以及γ的能量沉积，计算比较了不同厚度GEM膜对快中子产生的影响。模拟结果表明，出射粒子在漂移区的能量沉积几乎与气体比分无关，硼层厚度取0.1μm以下，漂移区厚度6 mm时，可以确保出射粒子在漂移区能量完全沉积，同时具有最佳n/γ区分能力。
关键词:
中子束流监测器
,
GEM
,
硼转换
,
Geant4
靳增雪
,
陈志强
,
张苏雅拉吐
,
刘建立
,
韩瑞
,
刘星泉
,
林炜平
,
任培培
,
贾宝路
,
石福栋
原子核物理评论
doi:10.11804/NuclPhysRev.31.04.494
研究了对BC501A液体闪烁体对γ射线的光输出响应特性。实验上利用γ放射源(60Co，137 Cs)测量了不同光电倍增管高压下，尺寸为Φ5.08 cm ×5.08 cm的BC501A液体闪烁体探测器的脉冲幅度谱。利用Geant4软件进行模拟，计算结果与实验数据很好地符合，得到了能量分辨函数及能量刻度曲线。利用Geant4研究了BC501A的脉冲幅度谱的康普顿边缘Ec、康普顿峰Emax及康普顿半高点E1/2与能量分辨率的关系。同时模拟结果显示，随γ射线能量(0.2～3 MeV)的增加，康普顿边缘位置Nc/Nmax从0.8至0.7线性减少。
关键词:
BC501A
,
光输出响应
,
Geant4
,
能量分辨函数
,
康普顿边缘
朱亮
,
刘龙祥
,
王宏伟
,
马余刚
,
李琛
,
张国强
,
张松
,
钟晨
,
曹喜光
,
张桂林
,
陈金根
,
蔡翔舟
,
韩建龙
,
胡继峰
,
王小鹤
原子核物理评论
doi:10.11804/NuclPhysRev.33.03.308
15 MeV电子直线加速器驱动的光中子源装置，将用于中国科学院战略性先导科技专项“钍基熔盐堆”中的核数据初步测量工作、中子探测器的研制和反应堆相关材料的辐照研究等。光中子源的中子能谱是连续的，中子能量通过中子飞行时间法测量得到，需要利用吸收片确认中子吸收峰，刻度飞行时间，计算等效飞行距离，扣除实验本底等，而实验本底的扣除对最终总截面计算有很大的影响。因此通过Geant4蒙特卡罗模拟软件构建了包括中子源、吸收片在内的模拟实验环境；研究了不同吸收片的吸收谱和吸收片厚度的关系，同理论计算值进行了比较，给出了推荐的吸收片厚度值；模拟计算了中子飞行时间谱，并和实验测量结果比较，确定中子等效飞行距离为5.70 m。Geant4的理论计算也可以模拟出多吸收片本底函数曲线，可用于实验数据的本底扣除和误差分析。实验测量、模拟分析以及理论公式计算的吸收片厚度和中子飞行时间参数得到了完全一致的结果，验证了实验测量的可靠性。
关键词:
中子吸收片
,
Geant4
,
模拟计算
,
蒙特卡罗
于国梁
原子核物理评论
doi:10.11804/NuclPhysRev.30.04.430
采用基于蒙特卡罗方法的Geant4软件设计了由40个载Gd液闪探测器组成的多单元4π立体角探测系统。该探测系统与置于其几何中心的裂变室构成了一个研究平台，该平台主要用于可裂变核(n,2n)反应截面的测量工作。首先对该系统的物理模型进行了初步检验，然后计算并分析了该探测系统的一些基本性能。通过计算发现，系统空腔半径的变化对中子探测效率的影响十分有限；而探测效率随探测器的厚度增加先是迅速增大，然后逐渐趋于平缓；计算还表明，Gd同位素俘获中子后发射的级联γ射线的能量主要沉积在局部几个相邻的探测器中。基于以上计算，初步确定了系统的厚度以及空腔半径的大小，并对下一步将要开展的工作做了初步规划。
关键词:
Geant4
,
(n, 2n)反应
,
载Gd液体闪烁探测器
刘建德
,
孙友梅
,
刘杰
,
侯明东
,
张战刚
,
段敬来
,
姚会军
,
翟鹏飞
原子核物理评论
利用Geant4蒙特卡洛程序包,基于RPP（Rectangular ParallelePiped Volume）模型构建SRAM器件单元的灵敏体积,编写了重离子在器件材料中的输运程序和单粒子翻转截面计算方法,得到了简化器件结构的单粒子翻转截面σ与线性能量转移LET的关系曲线,计算得到的翻转LET阈值和饱和截面与实验结果基本一致。模拟获得了LET值为99.69MeV/（cm-2.mg）的Bi离子及LET值为69MeV/（cm-2.mg）的Bi离子和Xe离子在器件材料中产生的δ电子分布图像,讨论了δ电子分布对翻转截面的影响。计算了灵敏体积中能量沉积与δ电子分布的关系,认为δ电子分布对单粒子效应的影响随着器件的特征尺寸减小将更加严重。
关键词:
Geant4
,
RPP模型
,
灵敏体积
,
单粒子翻转
,
δ电子
肖冉
,
刘艳芬
,
许文贞
,
谭宗泉
,
成斌
,
孔伟
,
叶邦角
原子核物理评论
doi:10.11804/NuclPhysRev.31.04.468
高通量μ子源是国际上μ子科学研究的重要条件。在中国散裂中子源的高能质子应用区中，运用蒙特卡罗工具Geant4和G4beamline软件设计了使用内靶超导螺线管俘获高通量表面μ子的束线。与传统的分离靶和基于四极磁铁的收集系统相比，大孔径超导螺线管可以将收集效率提高两个量级。通过对不同靶材的粒子产率进行分析得出石墨是最佳靶材，然后比较俘获螺线管与束流的不同偏转角度下收集的表面μ的产率，提出了合理的较高产率的俘获和输运螺线管的设计方案，并与常规磁铁方案比较，最终在衰变螺线管端口的表面μ通量高达108/s。
关键词:
高通量表面μ源
,
超导螺线管
,
中国散裂中子源
,
Geant4
,
束流光学
唐世彪
,
马庆力
,
邹继伟
原子核物理评论
采用蒙特卡罗方法对中子针孔成像系统进行了点扩展函数(PSF)的模拟研究, 利用高斯拟合的数学方法分析比较了几种不同条件下该系统的PSF. 研究结果表明, 在偏离量较小时, 利用高斯拟合得到的中子针孔成像系统的PSF是可行的, 而采用挡板可以很显著地减少拟合误差和提高其空间分辨率.
关键词:
针孔成像
,
点扩展函数
,
Geant4
