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基于Triple GEM新型高效快中子探测器的研制

中文摘要第3-5页
Abstract第5-6页
引言第11-14页
第一章 中子探测器和GEM探测器介绍第14-36页
    1.1 中子转化材料第14-17页
    1.2 中子探测器第17-21页
        1.2.1 径迹探测器第17页
        1.2.2 显像屏第17-18页
        1.2.3 活化探测器第18页
        1.2.4 气泡探测器第18页
        1.2.5 反冲质子法第18-19页
        1.2.6 飞行时间谱仪第19页
        1.2.7 慢化器第19页
        1.2.8 平板和半平板半导体中子探测器第19页
        1.2.9 正比型探测器第19-21页
    1.3 GEM探测器发展历史和工作原理简介第21-27页
        1.3.1 GEM探测器发展历史第21-22页
        1.3.2 GEM探测器工作原理第22-25页
        1.3.3 GEM基本性能测试方法第25-27页
    1.4 基于GEM高效率热中子探测器研究调研第27-32页
        1.4.1 国外基于GEM高效率热中子探测器最新进展第27-31页
        1.4.2 国内基于GEM热中子探测器的最新进展第31-32页
    1.5 国外基于GEM快中子探测器的研究第32-34页
    1.6 国内快中子研究及应用调研第34-36页
第二章 粒子与物质的相互作用第36-43页
    2.1 带电粒子与物质的相互作用第36-40页
        2.1.1 Bethe-Block方程第36-40页
    2.2 Gamma射线和物质的相互作用第40-42页
        2.2.1 光电效应第40-41页
        2.2.2 (55)~Fe 5.9 keV X射线在氩气中的光电效应第41-42页
        2.2.3 康普顿散射第42页
        2.2.4 正负电子对效应第42页
    2.3 中子与物质的相互作用第42-43页
第三章 GEM的计算机模拟、单层GEM探测器搭建与测试第43-59页
    3.1 GEM的模拟研究第43-48页
        3.1.1 ANSYS简介第43-44页
        3.1.2 ANSYS建模和有限元求解第44-45页
        3.1.3 电子输运的Garfield++模拟第45-46页
        3.1.4 模拟结果第46-48页
    3.2 Single GEM探测器实验研究第48-50页
        3.2.1 探测器的设计和搭建第48-50页
    3.3 Single GEM探测器基本性能的实验测试第50-57页
        3.3.1 (55)~Fe能谱测量第50-51页
        3.3.2 数据获取电子学系统标定第51-52页
        3.3.3 有效增益和漂移区电场的关系第52-53页
        3.3.4 有效增益和GEM电压的关系第53页
        3.3.5 有效增益和收集区电场的关系第53-55页
        3.3.6 能量分辨率与漂移区电场、GEM电压以及收集区电场的关系第55-57页
    3.4 GEM膜的损伤与修复第57-59页
第四章 Triple GEM探测器的搭建和基本性能测试第59-67页
    4.1 Triple GEM探测器搭建和电子学系统标定第59-60页
    4.2 Triple GEM基本性能测试第60-67页
        4.2.1 有效增益随漂移区电场和GEM电压的变化第60-62页
        4.2.2 能量分辨率随漂移区电场和GEM电压的变化第62页
        4.2.3 Triple GEM的探测效率第62-64页
        4.2.4 Triple GEM的时间分辨率第64-67页
第五章 基于Triple GEM高效快中子探测器的研制第67-87页
    5.1 高效快中子探测器概念与计算机模拟第67-73页
        5.1.1 单层HDPE最佳厚度模拟第68页
        5.1.2 沉积能量和气体间隔的关系第68-69页
        5.1.3 多层HDPE转化结构模拟第69-71页
        5.1.4 入射中子位置重建第71-73页
    5.2 快中子在GEM探测器中的输运特性模拟第73-80页
        5.2.1 Am Be中子源能谱导入Geant4第74-76页
        5.2.2 Am Be中子源在不同气体比例下的能量沉积第76-78页
        5.2.3 不同快中子在GEM探测器中的能量沉积第78-80页
    5.3 基于Triple GEM高效快中子探测器搭建和测试第80-83页
        5.3.1 基于Tirple GEM传统快中子探测器搭建第80-81页
        5.3.2 基于Triple GEM传统快中子探测器测试第81-82页
        5.3.3 基于Triple GEM高效快中子探测器搭建和测试第82-83页
    5.4 讨论与改进第83-87页
第六章 总结和展望第87-93页
    6.1 总结第87页
    6.2 展望第87-93页
参考文献第93-101页
附件A ANSYS三层GEM膜建模脚本第101-111页
附件B Garfield++模拟电子在气体中的行为程序第111-125页
附件C GEM探测器框架设计图和PCB设计图第125-127页
附件D 多层转化单元的Geant4模拟代码第127-130页
在学期间发表文章情况第130-131页
致谢第131页

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