基于Geant4的叠层闪烁体探测器设计优化研究

司书尧; 陈俊良; 周旺; 龚伟; 李连顺; 刘延彰; 周宇航; 杨廷贵

doi:10.20190/j.cnki.02580918.202505025

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基于Geant4的叠层闪烁体探测器设计优化研究

更新时间：2025-11-28

- 基于Geant4的叠层闪烁体探测器设计优化研究
- Vol. 45, Issue 5, Pages: 1051-1059(2025)
- 作者机构：
  
  1. 中核四0四有限公司
  2. 甘肃省核燃料循环技术重点实验室
  3. 中核四0四成都核技术工程设计研究院有限公司
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.20190/j.cnki.02580918.202505025
  CLC： TL812
- Published：2025
- 稿件说明：
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司书尧, 陈俊良, 周旺, et al. 基于Geant4的叠层闪烁体探测器设计优化研究[J]. 2025, 45(5): 1051-1059.
DOI：

司书尧, 陈俊良, 周旺, et al. 基于Geant4的叠层闪烁体探测器设计优化研究[J]. 2025, 45(5): 1051-1059. DOI： 10.20190/j.cnki.02580918.202505025.

摘要

本文利用Geant4对本团队设计的三层闪烁体探测器开展了进一步的优化研究，模拟了LaBr

和阈值选取对探头识别混合场中β和γ粒子能力的影响，并根据模拟结果对探头设计进行了优化。结果显示，与第三层采用BaF

的原设计相比，第三层采用LaBr

可有效提高探测器的γ识别率，并且LaBr

的发射峰与SiPM吸收峰更匹配。阈值的选取可显著影响本底计数和β粒子识别率，并且阈值的选取应与第一层闪烁体厚度相匹配以保证探测器对β粒子的有效识别。根据模拟结果，当阈值分别取15 keV、20 keV、25 keV、30 keV、40 keV和50 keV时，第一层闪烁体的最佳厚度应为0.2 mm、0.2 mm、0.3 mm、0.3 mm、0.4 mm、0.5 mm。最后结合最新研究结果和实际工艺等因素，给出了0.4 mm BC444+17.6 mm BC444+25 mm LaBr

的新结构，且阈值设为40 keV

新探头对γ粒子的识别率和误甄别率分为44.18%和0.23%

对β粒子的识别率为97.97%

对β粒子的误甄别率极低，整体小于0.01%。

Abstract

关键词

Keywords

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