1、第 卷第期原子能科学技术V o l ,N o 年月A t o m i cE n e r g yS c i e n c ea n dT e c h n o l o g yA p r 结合光学模拟的塑料闪烁体探测器能量刻度王超,田华阳,何高魁,赵江滨,刘洋(中国原子能科学研究院 核技术综合研究所,北京 )摘要:由于高能射线全能峰的缺失,导致塑料闪烁体探测器难以进行能量刻度,为此本文提出了一种结合光学模拟的塑料闪烁体探测器能量刻度方法.使用G E AN T 建立了塑料闪烁体探测器的光学模型,模拟了闪烁荧光在闪烁体内的传输、收集以及在光电倍增管上的光电转换和光电子倍增的过程,实现了对实验测量能谱的精确
2、模拟.通过计算低能射线全能峰的位置刻度了模拟能谱,由此得到了实验测量能谱的康普顿峰位置.使用 C s和 C o的康普顿峰完成了对塑料闪烁体探测器的能量刻度,二者的模拟能谱与实验能谱的康普顿峰能量分辨率的相对误差均小于,验证了蒙特卡罗模拟能谱与实验测量能谱的一致性,也证明了能量刻度结果是可靠的.关键词:塑料闪烁体;能量刻度;蒙特卡罗方法;G E AN T;光学模拟中图分类号:T L 文献标志码:A文章编号:()收稿日期:;修回日期:基金项目:中国原子能科学研究院青年英才培育基金(Y C )d o i:/y z k y o u x i a n E n e r g yC a l i b r a t
3、i o no fP l a s t i cS c i n t i l l a t o rD e t e c t o rC o m b i n e dw i t hO p t i c a l S i m u l a t i o nWANGC h a o,T I AN H u a y a n g,HEG a o k u i,Z HAOJ i a n g b i n,L I UY a n g(D e p a r t m e n t o fN u c l e a rT e c h n o l o g ya n dA p p l i c a t i o n,C h i n a I n s t i t u
4、 t eo fA t o m i cE n e r g y,B e i j i n g ,C h i n a)A b s t r a c t:P l a s t i cs c i n t i l l a t o rd e t e c t o r sa r ew i d e l yu t i l i z e di nr a d i a t i o nm e a s u r e m e n td u et ot h e i ru n i q u ec h a r a c t e r i s t i c ss u c ha s f a s td e c a yt i m e,l o wp r o d
5、 u c t i o nc o s t,a v a i l a b i l i t yf o r l a r g e s c a l ep r o d u c t i o n,a n dt i s s u ee q u i v a l e n c e H o w e v e r,t h e i r l i m i t e dp h o t o e l e c t r i ca b s o r p t i o nc r o s s s e c t i o na n dp o o re n e r g yr e s o l u t i o n m a k ei tc h a l l e n g i
6、 n gt oa c c u r a t e l yd e t e c t r a yp h o t o p e a k s T h e a b s e n c eo f h i g h e n e r g y r a yp h o t o p e a k sp o s e s a c h a l l e n g ei nt h ee n e r g yc a l i b r a t i o no fp l a s t i cs c i n t i l l a t o rd e t e c t o r s,w h i c hi st h ef o u n d a t i o nf o rr a
7、 d i a t i o ne n e r g yd e t e c t i o n N e v e r t h e l e s s,i t i sf e a s i b l et oc a l i b r a t eap l a s t i cs c i n t i l l a t o rd e t e c t o ru s i n gt h eC o m p t o np e a k s N u m e r o u s s t u d i e so nt h ep l a s t i c s c i n t i l l a t o rd e t e c t o re n e r g yc
8、a l i b r a t i o nb a s e do nt h eM o n t eC a r l om e t h o dw e r er e p o r t e d,b u tm o s to ft h e mc a n n o td i r e c t l ys i m u l a t e e n e r g ys p e c t r ao r c a l c u l a t e t h e e n e r g yv a l u e s o fC o m p t o np e a k s A ne n e r g yc a l i b r a t i o nm e t h o dc
9、 o m b i n e dw i t ho p t i c a ls i m u l a t i o nw a sp r o p o s e dt oo v e r c o m et h i so b s t a c l ei nt h i sp a p e r T h i sm e t h o dd e s c r i b e sp h y s i c a lp r o c e s s e si np l a s t i cs c i n t i l l a t o rd e t e c t o r sm o r ec o m p r e h e n s i v e l yt h a ne
10、 n e r g yc a l i b r a t i o n m e t h o d sb a s e do nt h er e g u l a rM o n t eC a r l o s i m u l a t i o n F u r t h e r m o r e,i t d o e sn o t r e l yo ne m p i r i c a l f o r m u l a st od e t e r m i n e e n e r g yr e s o l u t i o n A no p t i c a lm o d e l o f t h ep l a s t i c s c
11、 i n t i l l a t o rd e t e c t o rb u i l tw i t h G E ANT w a su s e dt od e s c r i b et h es c i n t i l l a t i o np r o p e r t i e so ft h ep l a s t i cs c i n t i l l a t o r,t h ep r o p e r t i e so f o p t i c a l s u r f a c e s,a n d t h ep h o t o e l e c t r i c c o n v e r s i o na
12、n dp h o t o e l e c t r o nm u l t i p l i c a t i o np r o c e s s e so f t h ep h o t o m u l t i p l i e r t u b e T h u s,t h i sm o d e l c o u l da c c u r a t e l ys i m u l a t e t h ee n e r g yd e p o s i t i o no f r a y s,t h e t r a n s p o r t a t i o na n dc o l l e c t i o no ft h e
13、s c i n t i l l a t i o nl i g h t i nt h es c i n t i l l a t o r,a sw e l l a st h ep h o t o e l e c t r i cc o n v e r s i o np r o c e s so f t h es c i n t i l l a t i o nl i g h ta n dp h o t o e l e c t r o nm u l t i p l i c a t i o np r o c e s sa t t h ep h o t o m u l t i p l i e rt u b
14、e T h e s ea l l o wf o ra na c c u r a t es i m u l a t i o no f t h ee x p e r i m e n t a l e n e r g ys p e c t r u m T h es i m u l a t e de n e r g ys p e c t r aw e r ec a l i b r a t e du s i n gt h ep h o t o p e a k so fl o w e n e r g y r a y s S i n c e t h e s i m u l a t e de n e r g y
15、s p e c t r a a r e r e a s o n a b l e a p p r o x i m a t i o n so f e x p e r i m e n t a l e n e r g ys p e c t r a,t h ee n e r g yv a l u e so ft h eC o m p t o np e a k si nt h ee x p e r i m e n t a ls p e c t r aa r et h es a m ea sC o m p t o np e a k si nt h ec a l i b r a t e ds i m u l
16、a t e de n e r g ys p e c t r a T w or a d i a t i o ns o u r c e so f C sa n d C ow e r eu s e dt oc a l i b r a t et h ep l a s t i cs c i n t i l l a t o rd e t e c t o ri nt h ee x p e r i m e n tb a s e do nt h i sm e t h o d,a n dt h ee n e r g yc a l i b r a t i o no ft h ep l a s t i cs c i
17、n t i l l a t o rd e t e c t o rw a s c o m p l e t e du s i n gC o m p t o np e a k so f C s a n d C o T h e r e l a t i v e e r r o r o f t h eC o m p t o np e a ke n e r g yr e s o l u t i o nf o r C sb e t w e e nt h es i m u l a t e de n e r g ys p e c t r u ma n dt h ec a l i b r a t e de x p
18、e r i m e n t a l e n e r g ys p e c t r u mi s F o r C o,t h ev a l u e i s E i t h e rv a l u e i sl e s st h a n,w h i c hi nt u r nv e r i f i e st h ea g r e e m e n tb e t w e e ns i m u l a t e de n e r g ys p e c t r aa n de x p e r i m e n t a l e n e r g ys p e c t r a,a n da l s od e m o
19、n s t r a t e s t h e r e l i a b i l i t yo ft h ee n e r g yc a l i b r a t i o nr e s u l t K e yw o r d s:p l a s t i cs c i n t i l l a t o r;e n e r g yc a l i b r a t i o n;M o n t eC a r l o m e t h o d;G E ANT;o p t i c a l s i m u l a t i o n塑料闪烁体探测器广泛应用于辐射探测领域.但由于塑料闪烁体能量分辨率差,并且光电效应截面小,导致塑
20、料闪烁体探测器难以探测到射线全能峰,这给塑料闪烁体探测器的能量刻度带来了困难.然而,在一些应用场景中,仍需要对塑料闪烁体探测器进行能量刻度.如利用反电子中微子与质子的反贝塔衰变(I B D)反应探测反电子中微子时,含有大量氢核的塑料闪烁体可作为反电子中微子探测器的灵敏体,这时就需要刻度塑料闪烁体探测器以确定I B D反应产物在探测器灵敏体内的能量沉积数值来进行事件的后续分析,进一步甄别I B D事件 .塑料闪烁体主要由碳、氢等低原子序数元素组成,其光电效应截面很小,光子在塑料闪烁体内的主要作用方式是康普顿散射.在塑料闪烁体中,光子通常只会发生一次康普顿散射,几乎没有机会发生光电效应,再加上塑料
21、闪烁体能量分辨率极差,导致能谱中不会出现全能峰,只能使用康普顿边沿展宽形成的康普顿峰进行能量刻度.由于塑料闪烁体极差的能量分辨率,其康普顿边沿展宽形成的康普顿峰并不对应康普顿边沿的能量.为了确定康普顿峰对应的能量,可以简单使用康普顿峰右侧半高值作为康普顿边沿能量,但此时通常误差较大 .更常用的做法是利用蒙特卡罗模拟得到理想的能量沉积谱,再对理想能谱进行高斯展宽,通过不断调整高斯展宽的参数来逼近真实测量的能谱,根据逼近的模拟能谱中康普顿峰和康普顿边沿之间的关系得到修正因子,对实际能谱进行修正,最终得到康普顿峰的能量 .也有文献结合人工神经网络,将逼近的模拟能谱作为训练集,直接重建康普顿边沿.但上
22、述通过高斯展宽计算真实能谱的方法依赖于探测器能量分辨率的经验公式,缺乏对闪烁荧光在闪烁体内传输、收集以及在光电转换器件上光电转换过程的精确描述.G E A N T 是欧洲核子中心基于C面向对象技术开发的蒙特卡罗模拟工具包 ,G E ANT 提供了可见光光子的输运以及对光学介质和光学表面原子能科学技术第 卷的参数化描述功能.通过建立闪烁体探测器的光学模型实现对闪烁体探测器更精确的模拟,为研究闪烁体形状及封装等因素对探测效率和能量分辨率的影响提供了手段 ,也为模拟真实能谱提供了新的思路.本文使用G E ANT 提供的光学模拟功能对塑料闪烁体探测器进行建模,计算 C s和 C o的能谱,对比实验测量
23、能谱,验证探测器光学模型的合理性,通过蒙特卡罗模拟能谱最终完成塑料闪烁体探测器的能量刻度.塑料闪烁体探测器建模反中微子探测器是由图所示的探测器模块单元组成的阵列,探测器单元模块的灵敏体是尺寸为 c m c m c m的塑料闪烁体(E J ,E l j e nT e c h n o l o g y),外围包裹反射层/遮光层和单面镀G dO的聚酯薄膜,两端接光电倍增管(C R ,北京滨松光子技术股份有限公司)进行双端读出.图 单个探测器模块单元结构示意图(a)和实物图(b)F i g S t r u c t u r ed i a g r a m(a)a n dp h o t o g r a p h
24、(b)o f i n d i v i d u a l d e t e c t o rm o d e l探测器的蒙特卡罗模拟包括两部分:一是射线在塑料闪烁体内能量沉积,塑料闪烁体分子受激后从激发态跃迁到基态导致闪烁发光,闪烁荧光在闪烁体内输运并到达光电倍增管(PMT)的过程;二是闪烁荧光在PMT上的光电转换和光电子倍增的过程.能谱展宽主要由PMT阳极收集到的电子数的统计涨落决定,阳极收集的电子数可由式()表示:neE Yp hFp hKgcMnp h eM()其中:E为能量沉积值;Yp h为光子产额;Fp h为光传输和收集效率;K为光电转换效率;gc为PMT第一打拿极光电子的收集效率,通常可达;
25、M为PMT倍增系数;np h e为第一打拿极收集到的光电子数,np h eE Yp hFp hKgc.光电转换效率K为塑料闪烁体发光光谱与PMT光阴极量子效率的乘积,即:KQK()PS()d()其中:QK()为PMT光阴极量子效率;PS()为闪烁体发光光谱;为波长.由式()可看出,塑料闪烁体探测器形成输出信号需要经历多个过程,每个过程都会引起输出信号的涨落,导致能量分辨率变差.输出信号的大小和涨落首先取决于入射粒子损耗的能量和闪烁体的闪烁效率.塑料闪烁体与射线作用截面小,不容易沉积能量.同时 塑 料 闪 烁 体 的 组 成 和 结 构 不 够 均匀,造成能量响应不均匀.塑料闪烁体产生单个荧光光
26、子需要的能量大于半导体探测器和气体探测器产生单个载流子需要的能量,这也决定了塑料闪烁体探测器的能量分辨率与之相比较差.同时能量分辨率也会受从闪烁荧光的传输和收集以及光电转换效率的大小和均匀性的影响.闪烁荧光在塑料闪烁体内传输和收集是一个效率很低的过程,这使得到达光电倍增管的光子数减少,相对均方涨落增大;若光收集的均匀性不好,不同位置产生相同强度的光会产生不同幅度的输出信号,也会增大相对均方涨落.光电倍增管的光电转换也是一个效率很低的过程.最终只有不足 的闪烁荧光可以转换成光电子,光电倍增管的第一打拿极还会丢失一部分光电子,倍增系数的不稳定也会影响最终输出信号的幅度.繁琐的输出信号形成过程导致塑
27、料闪烁体的能量分辨率极差.G E A N T 蒙特卡罗模拟光电子 倍 增 前 的 模 拟 在G E AN T 中 完成,即射线与物质的相互作用、闪烁荧光的传输以及闪烁荧光的光电转换个过程.模拟使用的G E AN T 版本为 ,物理列表使用G E A N T 内置的参考物理列表Q G S P_B I C_A l l H P,其中包括电磁物理过程G E m S t a n d a r d P h y s i c s_o p t i o n 和G E m E x t r a P h y s i c s,衰变物理过程G D e c a y P h y s i c s和G R a d i o a c t
28、 i v e D e c a y P h y s i c s.使用衰变物理过程后可以在程序中定义同位素第期王超等:结合光学模拟的塑料闪烁体探测器能量刻度放射源.对荧光光子的产生和处理则引入物理过程G O p t i c a l P h y s i c s.模拟中使用的相关物质的关键参数如表和图所示.为简化模型,相关物质的光衰减长度和折射率设置为不随波长变化的定值,但事实上这些参数都是随波长变化的.图中塑料闪烁体的发射光谱为总谱,并没有区分快慢成分,模拟时将此谱作为塑料闪烁体的快成分谱输入程序,没有定义慢成分.对于PMT真空,使用空气的光学参数.表建模所使用相关物质的关键参数T a b l eC
29、 r i t i c a l p a r a m e t e r su s e d i nm o d e l i n g参数E J 光学耦合剂PMT玻璃空气光子产额,M e V 最大发射波长,n m 上升时间,n s 衰减时间,n s 光衰减长度,c m H原子数密度,c m C原子数密度,c m 密度,g/c m 折射率 图塑料闪烁体发光光谱及PMT光谱响应F i g P l a s t i cs c i n t i l l a t o re m i s s i o ns p e c t r u ma n dPMTs p e c t r a l r e s p o n s e塑料闪烁体外围包
30、裹单面镀铝的反射层,在G E ANT 中采用内置的UN I F I E D模型 描述塑料闪烁体和反射层之间的光学表面,介质接触面类型为d i e l e c t r i c_m e t a l,抛光类型为p o l i s h e d,此时只会发生反射与吸收,不发生折射,且反射类型只有镜面反射,通过调整参数与实验测量结果对比,反射概率设置为.塑料闪烁体和光学耦合剂、光学耦合剂和PMT玻璃以及PMT玻璃和空气/真空之间,接触面类型为d i e l e c t r i c_d i e l e c t r i c,由G E A N T 依据物质的折射率计算光子的反射和折射等,PMT内部反射面与PMT
31、内真空接触面类型为d i e l e c t r i c_m e t a l,光子到达内部反射面将会发生全反射,P MT的双碱光电面定义为厚度为 n m的金属薄膜,当有光子到达光电面时就会依据图中对应波长的量子效率进行光电转换.光电子倍增模拟光电倍增管采用多级倍增系统,其倍增系数为:M(g)n()其中:为第一打拿极的倍增因子;g为打拿极间电子传输效率,g;为除第一打拿极外其余各打拿极倍增因子.各打拿极倍增因子均遵守泊松分布,则M的相对方差为:M(n)()()第一打拿极收集到的光电子数np h e应服从泊松分布,倍增后阳极收集到的电子数ne是由光电子数和倍增系数串级而成的串级随机变量,则其相对方
32、差为:nenp h e(M)()依据式()对倍增后的电子数进行展宽,得到最终的模拟能谱.对于塑料闪烁体探测器,光电子数的涨落是影响能量分辨率的主要因素,倍增系数涨落的影响则小得多.放射源定义在G E ANT 程序中定义了两种同位素放射源 C s和 C o,这也是在实验中刻度探测器使用的两种放射源.每次事件在探测器中原子能科学技术第 卷心上方产生一个动量为的 C s或 C o粒子,由于衰变物理过程的引入,C s或 C o将按照既定衰变路径即时发生衰变.能谱测量塑料闪烁体探测器系统如图所示,光电倍增管的信号分为两部分:一部分经甄别器后送入触发系统,触发系统基于可编程逻辑单元实现,其内部包含双端符合
33、逻辑,可以降低光电倍增管随机噪声的影响;另一部分经延迟线后送入电荷数字转换器(Q D C)进行电荷数字转换,延迟线的延迟时间等于触发系统生成门控信号的计算时间.当有符合触发条件的信号时,触发系统生成门控信号并由Q D C进行电荷数字转换,在转换期间Q D C给触发系统返回一个忙信号,此时触发系统停止触发.由计算机数据获取软件记录触发系统生成门控信号的时间和Q D C值.该系统可以同时获取时间谱和能谱.最终的Q D C值为塑料闪烁体探测器两端电荷值的几何平均数,即QQLQR,其中,Q为最终获取的电荷值,QL为左端电荷值,QR为右端电荷值.图塑料闪烁体探测器系统F i g P l a s t i
34、cs c i n t i l l a t o rd e t e c t o rs y s t e m使用图所示探测器系统进行能谱测量,放射源置于塑料闪烁体探测器中心位置.图为同时使用 C s和 C o进行测量的实验能谱和蒙特卡罗模拟能谱的对比.从图可见 C s的 M e V以及 C o的 M e V和 M e V射线形成的康普顿峰,实验能谱与模拟能谱的形状基本一致.在进行能量刻度前,只能对能谱形状进行定性判断,使用双放射源同时进行测量的目的是为了使用多个能量特征峰进行比对,从而避免单个能量特征峰比对带来的偶然相似性.蒙特卡罗模拟能谱与实验测量能谱中不同能量特征峰在相同坐标尺度下的一致性在一定程
35、度上说明了蒙特卡罗模拟能谱是实验测量能谱的足够真实的逼近.同时,由于蒙特卡罗模拟得到的能谱一定是能量线性的,也说明图所示探测器具有较好的能量线性.图蒙特卡罗模拟与实验测量能谱F i g MCs i m u l a t e da n de x p e r i m e n t a l s p e c t r a结果与讨论塑料闪烁体探测器能量刻度的基本思想是计算出康普顿峰的能量.使用探测器的光学蒙特卡罗模型计算出光电倍增管阳极电子分布谱,即蒙特卡罗模拟能谱,通过调整光学模型参数使蒙特卡罗模拟能谱逼近实验测量能谱.得到接近实验测量的蒙特卡罗模拟能谱后,便将刻度实验测量能谱的问题转化为刻度蒙特卡罗模拟能
36、谱,而蒙特卡罗模拟能谱可以通过蒙特卡罗模拟计算出实验难以测量的低能射线的全能峰进行刻度.蒙特卡罗模拟能谱刻度光电效应、康普顿散射和电子对效应是光子在塑料闪烁体内的种主要作用方式,图为种作用方式的绝对和相对贡献值,反应截面绝对 数 值 由 美 国 国 家 标 准 技 术 研 究 所 的X C OM程序 输出的衰减系数结合塑料闪烁体的密度和原子数密度计算得到(X C OM程序输入碳氢比为 ).由图可见,对于塑料闪烁体,在 k e V M e V的能量范围内康普顿散射都占据主要地位,k e V以上第期王超等:结合光学模拟的塑料闪烁体探测器能量刻度图光子在塑料闪烁体内种主要反应的绝对(a)和相对(b)
37、贡献值F i g A b s o l u t e(a)a n dr e l a t i v e(b)c o n t r i b u t i o no fp h o t o n i n t e r a c t i o n s i np l a s t i cs c i n t i l l a t o r的光子几乎不发生光电效应.为得到全能峰,使用 k e V以下的射线进行模拟,结果如图所示.由图可见不同能量射线的全能峰以及康普顿边沿,刻度结果如图所示.拟合结果R 表明低能射线模拟结果具有非常好的能量线性,也验证了前文提到的蒙特卡罗模拟得到的能谱是能量线性的.图不同能量射线的模拟能谱F i g S
38、 i m u l a t e ds p e c t r ao f r a y so fd i f f e r e n t e n e r g y图能量与光电子数的刻度曲线F i g C a l i b r a t i o nc u r v eo f e n e r g ya n dp h o t o e l e c t r o nn u m b e r 实验测量能谱刻度为避免能量较高的 C o的康普顿峰影响能量较低的 C s的康普顿峰,在进行能量刻度时分别测量二者的能谱.图、为使用 C s和 C o分别进行测量的实验能谱和蒙特卡罗模拟能谱的对比,使用高斯函数对康普顿峰进行拟合,得到其峰位信息,
39、如表所列.图 C s蒙特卡罗模拟与实验测量能谱F i g MCs i m u l a t e da n de x p e r i m e n t a l s p e c t r ao f C s图 C o蒙特卡罗模拟与实验测量能谱F i g MCs i m u l a t e da n de x p e r i m e n t a l s p e c t r ao f C o原子能科学技术第 卷表康普顿峰峰位信息T a b l eP e a kp o s i t i o no fC o m p t o np e a k放射源峰位模拟能谱(光电子数/)测量能谱(A D C道址)C s C o 结
40、合图和表可知,C s和 C o康普顿峰对应的能量分别为 k e V和 k e V.得益于探测器良好的能量线性,可以使用一次多项式进行能量刻度,刻度结果如图 所示.由图 可知,Q D C每道对应能量为 k e V,起始点在()道,对于 位(道)Q D C可测最大能量约为 M e V.图 能量与A D C道址的刻度曲线F i g C a l i b r a t i o nc u r v eo f e n e r g ya n dA D Cc h a n n e ln u m b e r 刻度结果验证与误差分析用刻度结果可以反向验证模拟能谱和测量能谱的一致性.模拟能谱和测量能谱的能量分辨率对比如表所
41、列,可以看到,无论是 C s还是 C o,模拟能谱和测量能谱的康普顿峰能量分辨率的相对误差均不超过.较小的相对误差说明本文所建立的探测器光学模型是对实际探测器的精确建模,也证明了能量刻度结果是可靠的.由于塑料闪烁体探测器能量分辨率较差,即使进行了能量刻度,较差的能量分辨率仍可能导致能量测量存在较大误差.较宽的能量峰使得能量测量的精度下降,难以确定入射粒子能量.当个入射粒子的能量接近时,在能谱中不同能量峰会出现较大的重叠,甚至合并成个峰,这将导致无法确定入射粒子的能量,因此塑料闪烁体探测器不适用于测量单能粒子能量.事实上塑料闪烁体探测器通常用于粒子强度测量.表模拟与测量能谱能量分辨率对比T a
42、b l eE n e r g yr e s o l u t i o nc o m p a r i s o nb e t w e e ns i m u l a t e da n de x p e r i m e n t a l s p e c t r a放射源能量分辨率/模拟能谱测量能谱相对误差/C s C o 结论本文使用G E ANT 建立了塑料闪烁体探测器的光学模型,模拟了射线在塑料闪烁体探测器内沉积能量、塑料闪烁体闪烁发光、闪烁荧光在塑料闪烁体内的传输、收集以及闪烁荧光在光电倍增管上光电转换和光电子倍增的过程.使用塑料闪烁体探测器的光学模型精确模拟了实验测量能谱,通过计算低能射线全能峰位
43、置确定了高能射线康普顿峰的能量,完成了探测器的能量刻度.刻度后的蒙特卡罗模拟能谱与实验测量能谱的康普顿峰能量分辨率相对误差小于,表明探测器光学模型的精确性和能量刻度结果的可靠性.与常用的通过高斯展宽模拟真实能谱的方法相比,光学模拟的物理过程更加完备,实现了对闪烁体探测器的精确模拟.但由于光学模拟需要处理大量闪烁荧光的输运过程,由此导致计算时间增加.参考文献:郑吉家,何高魁,宛玉晴MC法计算塑料闪烁体探测器阵列反中微子探测效率J核电子学与探测技术,():Z HE N GJ i j i a,HEG a o k u i,WAN Y u q i n g C a l c u l a t i o no f
44、a n t i n e u t r i n o d e t e c t i o n e f f i c i e n c y o fp l a s t i cs c i n t i l l a t o rd e t e c t o ra r r a yb y MC m e t h o dJN u c l e a rE l e c t r o n i c s&D e t e c t i o nT e c h n o l o g y,():(i nC h i n e s e)王超,何高魁,宛玉晴,等MC法甄别固体阵列反中微子探测器I B D事件J核电子学与探测第期王超等:结合光学模拟的塑料闪烁体探测
45、器能量刻度技术,():WANGC h a o,HEG a o k u i,WANY u q i n g,e t a l I B D e v e n ts e l e c t i o n o fs o l i d s t a t e a n t i n e u t r i n od e t e c t o ra r r a yb a s e do nMCm e t h o dJN u c l e a rE l e c t r o n i c s&D e t e c t i o n T e c h n o l o g y,():(i nC h i n e s e)CH I KKUR G C,UMA
46、KAN THA NA n e wm e t h o d o f d e t e r m i n i n g t h e C o m p t o n e d g ei nl i q u i ds c i n t i l l a t o r sJN u c l e a rI n s t r u m e n t sa n dM e t h o d s,():常乐,刘应都,杜龙,等E J 液体闪烁体探测器的波形甄别和能量刻度J核技术,():CHANG L e,L I U Y i n g d u,D U L o n g,e ta l P u l s es h a p ed i s c r i m i n
47、 a t i o na n de n e r g yc a l i b r a t i o no fE J l i q u i ds c i n t i l l a t i o nd e t e c t o rJN u c l e a rT e c h n i q u e s,():(i nC h i n e s e)S I C I L I AN OER,E L YJH,K OU Z E SRT,e ta l E n e r g yc a l i b r a t i o no f g a mm a s p e c t r a i np l a s t i cs c i n t i l l a
48、t o r su s i n gC o m p t o nk i n e m a t i c sJN u c l e a rI n s t r u m e n t s a n d M e t h o d si n P h y s i c sR e s e a r c hA,():K I M C,K I M Y,MO ON M,e ta l I t e r a t i v eM o n t e C a r l o s i m u l a t i o n w i t h t h e C o m p t o nk i n e m a t i c s b a s e d G E Bi na p l a
49、 s t i cs c i n t i l l a t i o nd e t e c t o rJ N u c l e a r I n s t r u m e n t s a n dM e t h o d s i nP h y s i c sR e s e a r c hA,:L IX,WAN GY,Z HOU R,e ta l E n e r g yc a l i b r a t i o nf o rp l a s t i cs c i n t i l l a t i o nd e t e c t o r sb a s e do nC o m p t o ns c a t t e r i n
50、 g so fg a mm ar a y sJ J o u r n a lo f I n s t r u m e n t a t i o n,():王德鑫,张苏雅拉吐,胡新荣,等E J A闪烁体光输出及其应用研究J核技术,():WANGD e x i n,Z HAN GS u y a l a t u,HUX i n r o n g,e t a l L i g h to u t p u to fE J As c i n t i l l a t o ra n di t sa p p l i c a t i o nJ N u c l e a rT e c h n i q u e s,():(i nC
