镀膜型 n MCP探测效率和位置分辨优化的蒙特卡罗模拟研究

Abstract

中子敏感微通道板(Neutron sensitive microchannel plate，nMCP)因其具有高探测效率和位置分辨，配合先进的读出电子学可作为能量分辨中子成像探测器的优先选择。相比于基体掺杂型的nMCP，基于原子层沉积技术(Atomic Layer Deposition，ALD)的nMCP具有原材料消耗少、通道内壁具有高的二次电子发射系数等优势。首先，通过实验对掺杂natGd型nMCP的典型中子和伽马信号进行研究。然后，采用Geant4模拟和理论计算对镀膜10B2O3型nMCP的孔径、壁厚、倾角和镀膜厚度进行优化。计算结果表明，当nMCP的几何参数选择为镀膜厚度1 μm、孔径10 μm、壁厚1 μm以及倾角3°时，nMCP性能达到约56%的热中子探测效率和约22 μm的位置分辨。计算结果对CSNS能量选择中子成像探测器nMCP的几何参数设计具有重要意义。