强γ抑制的^(6)Li F/ZnS(Ag)中子探测器研制及性能测试

在慢热中子探测领域,为应对3He气体资源的日益短缺,迫切需要研究新型中子探测器以替代3He气体探测器。基于^(6)Li F/ZnS(Ag)的闪烁体材料由于具有中子截面大、探测效率高、γ抑制强等特点,是较为理想的中子探测材料。本文采用蒙特卡罗程序MCNP5构建闪烁体结构模型,在不同质量比、厚度参数条件下计算了中子探测效率,并对闪烁体结构参数进行了优化设计。利用纯国产的^(6)Li F和ZnS(Ag)材料研制了不同质量比和不同厚度的^(6)Li F/ZnS(Ag)闪烁体。通过252 Cf源和60 Co源测试了不同厚度和不同质量比条件下^(6)Li F/ZnS(Ag)闪烁体的探测效率及γ灵敏度。测试结果表明,^(6)Li F和ZnS(Ag)质量比1∶3、厚度400μm是较为理想的中子探测参数。新研制的^(6)Li F/ZnS(Ag)闪烁体的热中子探测效率达到30%以上,对γ具有较强的抑制能力,在45 mV阈值设置条件下γ灵敏度可达10-7。