基于Geant4的β-γ混合场叠层闪烁体探测器的设计研究

TL81; 在核工业的一些工作场所中往往同时存在β射线和γ射线,准确测量β粒子和γ粒子能谱对于相关工作人员的辐射防护十分重要.本文利用Geant4模拟了 β粒子和γ粒子在叠层闪烁体探测器中的能量沉积,研究了材料和结构对叠层闪烁体探测器甄别性能的影响.模拟结果显示,对于双层结构的闪烁体探测器,第1层和第2层选用不同材料的闪烁体对β粒子的甄别影响不大,主要影响对γ粒子的甄别.γ粒子的误甄别率和识别率分别随第1层和第2层材料原子序数的增加而增加.3层结构闪烁体探测器对于γ粒子的误甄别率明显低于双层结构,并且γ粒子的误甄别率随第1层闪烁体厚度的增加而增加.经过对模拟结果分析,采用0.2 mm BC-444+17.8 mm BC-444+25 mm BaF2的3层闪烁体结构甄别性能较好,对β粒子和 γ粒子的平均识别率和误甄别率分别为96.7％、41.1％和＜0.001％、0.16％.