宽能多球中子谱仪

典型的多球谱仪一般有12个不同直径的慢化球,材质为聚乙烯,还可以用裸露探测器。为适应近年来高能中子测量的需求,扩展多球谱仪测量的能量上限,ZGF1002宽能多球中子谱仪在保留传统多球谱仪能量测量范围的同时,通过增加四个铅+聚乙烯或铜+聚乙烯组合慢化球,利用中子与铜和铅发生的(n,xn)反应,使其对于高能中子的响应随能量增加,从而大大扩展谱仪的能量范围,理论上可扩展到10GeV。

高能中子的测量困难,全世界研究机构投入了巨大的努力来提高中子能谱仪对能量高于20MeV中子的响应。新中子截面库使得响应矩阵能量扩展到150MeV成为可能,也使多球中子谱仪测量高能中子成为可能,其中包含了中子跟29种原子反映截面。

具体设计是增加四个组合慢化球来提高高能中子响应,在直径17.78cm球外面分别增加5cm铅、2.54cm铜、2.54cm铅和在20.32cm球外增加5cm铅。

能量响应函数计算:计算上限为10GeV,对于小于150MeV使用MCNP4B,高于150MeV使用MCNPX。对于能量小于1MeV,新球表现得跟5-8inch的球一样,但是高过20MeV时响应提升,在10GeV时,增加铅层的8-Pb球的的响应是原来的30倍。