涂硼MRPC热中子探测器性能研究：Garfield模拟工作气体影响

"本文探讨了涂硼MRPC热中子探测器的工作气体对其性能的影响，并通过Garfield模拟进行了详细分析。" 涂硼多气隙电阻板室(MRPC)是一种高效的气体探测器，尤其在热中子探测领域表现出色。MRPC的特点在于其高探测效率和优秀的时间分辨率，这得益于其独特的多气隙结构和电阻板设计。在内层玻璃板上涂覆10B涂层后，MRPC能够通过10B与热中子的核反应来探测热中子，这使得它在核物理和粒子物理学实验中有广泛的应用潜力。 工作气体的选择对于MRPC的性能至关重要，因为它直接影响到探测器的汤生系数(η)、电子吸附系数(α)、电子漂移速度(v)和扩散系数(D)等关键参数。这些参数决定了电子在气体中的传播和收集效率，从而影响到探测器的时间分辨率和本征探测效率。例如，较高的汤生系数可以增加电离，提高探测效率，但过高的电子吸附可能会导致信号损失；而漂移速度和扩散系数则直接关系到时间响应的精度。 文章中，研究人员利用Garfield软件进行了详细的数值模拟，该软件是专门用于气体探测器研究的工具，可以精确计算各种气体混合物的物理参数。通过对不同工作气体组合的模拟，他们计算出了MRPC的时间分辨率σt和本征探测效率ε。通过对比和优化，可以选择最佳的工作气体组合，以提升探测器的性能。 关键词如“涂硼MRPC”、“热中子探测器”、“工作气体”和“Garfield模拟”突出了研究的核心内容。文中提到的中央高校基本科研业务费专项资金资助，表明这项研究得到了国家的支持，进一步强调了其在学术和应用上的重要性。 这项研究通过理论分析和数值模拟，深入探讨了工作气体对涂硼MRPC热中子探测器性能的影响，为实际的探测器设计和实验提供了重要的理论依据。这种细致的研究方法和严谨的科学态度对于提升MRPC探测器的技术水平和实际应用效果有着显著的促进作用。