高能中子辐射效应对塑料闪烁纤维的数值模拟研究

"这篇论文探讨了闪烁纤维在高能中子辐射下的效应，特别是塑料闪烁纤维（PSF）的应用。研究使用了GEANT4 Monte Carlo仿真工具，对圣戈班公司的BCF-20塑料纤维材料进行了模拟。该纤维由聚苯乙烯核心闪烁材料和丙烯酸外覆层构成。通过模拟分析了中子与纤维相互作用时的能量沉积，以及纤维长度、半径和入射中子能量对效率的影响。" 在核科学和技术领域，辐射效应是一个关键的研究主题，尤其是在开发和设计辐射探测器和传感器时。塑料闪烁纤维因其成本效益高、柔韧性和长距离数据传输能力而受到广泛关注。本文所涉及的高能中子辐射效应是评估这类纤维在核环境或高辐射环境中性能的重要因素。 GEANT4是一种广泛使用的蒙特卡洛仿真软件，它可以精确模拟粒子与物质的相互作用。在这项研究中，它被用来模拟高能中子与BCF-20纤维的相互作用。当高能中子撞击纤维时，它们会通过反冲质子事件将能量沉积在纤维中。这种能量沉积是评估纤维探测效率的关键指标，因为它直接影响到纤维对中子辐射的响应能力。 研究中分析了纤维的物理特性，包括长度和半径，以及这些参数如何影响纤维对不同能量中子的响应。纤维长度增加可能会提高探测效率，因为更多的中子有机会与纤维发生相互作用。而纤维半径的改变可能会影响中子与核心闪烁材料的接触面积，从而影响能量沉积。此外，入射中子的能量也对效率有显著影响，不同能量的中子与纤维的相互作用机制和产生的能量沉积会有所不同。 通过这些模拟，研究人员可以更好地理解纤维在实际应用中的表现，为优化纤维设计、提升探测器性能提供依据。例如，根据这些结果，可能需要调整纤维的尺寸或选择不同的材料以适应特定的辐射环境。同时，这项工作也为未来在更复杂环境中的辐射探测技术发展提供了理论基础。 总结来说，这篇论文通过GEANT4仿真揭示了高能中子辐射下塑料闪烁纤维的辐射效应，探讨了纤维材料参数对探测效率的影响，对于理解和改进辐射探测设备的设计具有重要意义。