单晶金刚石探测器对14 MeV单能中子的响应

为探索单晶金刚石材料在辐射探测器上的应用,尤其是用于监测D-T中子源产生的14 MeV单能中子束流,研制了高性能单晶金刚石辐射探测器,并在中国工程物理研究院K-400型中子发生器上测试其对14 MeV单能中子的响应.利用Geant4蒙特卡罗仿真程序,结合ENDF-VIII.0,JEFF-3.3,BROND-3.1,JENDL-4.0u和CENDL-3.1五个评价核数据库对14 MeV单能中子在金刚石中的能量沉积和探测效率进行模拟计算和对比,并给出了仿真能量沉积谱展宽和实测谱能量刻度的方法.研究结果表明,利用CENDL-3.1库计算本文的仿真模型,可以更精准地模拟14 MeV中子入射金刚石探测器能量沉积情况,结合本文给出的能量沉积谱刻度和展宽方法能够很好地匹配实测中子谱^(12)C(n,a)^(9)Be特征峰,其对于弹性散射和^(12)C(n,3a)相较其他核数据库的描述也更为准确,仿真计算探测效率与实际测量值仅相差0.61%;在长达2 h、2×10^(10) n/s的高通量测试环境下,探测器对于^(12)C(n,a)^(9)Be反应特征峰的探测效率、能量分辨率和峰位道址基本保持稳定,有望用于14 MeV快中子束流的监测.