石墨烯质子探测器设计及探测响应仿真分析

银河宇宙射线和地球辐射带的质子对航天器的电子系统带来严重辐射危害,准确测量质子能量和通量,可以分析太阳活动程度,感知空间态势,同时为航天器在轨安全运行提供数据支持。基于飞行时间法(TOF)和ΔE-E方法,采用石墨烯与硅(Si)半导体相结合的方式设计了宽能量范围的中高能质子探测器,通过在Si半导体探测器和量能器中间设置钽(Ta)降能片,有效地减小探测器的体积,实现小型化设计。利用FLUKA模拟仿真分析了石墨烯质子探测器对质子、电子和氦粒子的鉴别能力,结果表明,探测器的粒子鉴别能力优于90%。