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基于Geant4模拟的41Ar β-γ符合探测器研究

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Geant4 simulation study of β-γ coincidence detector for 41Ar measurement

摘要: 41Ar是反应堆和加速器运行释放到环境中的主要放射性核素之一,具有半衰期短的特点。由于β-γ符合法能显著降低本底、提高探测器灵敏度,为了实现41Ar高灵敏度测量,设计了由BC404和CsI(Tl)组成的β-γ符合闪烁体探测器,并建立了以最小可探测活度浓度(Minimum Detectable Activity Concentration,MDC)为优化目标的探测器结构优化方法。首先,运用Geant4对β射线在CsI(Tl)中的泄漏率进行模拟,选择BC404厚度为3 mm,此时泄漏率为0.73%;其次,对不同的气体腔尺寸进行模拟,分析计算β探测效率、γ峰效率、气体腔体积和取样时间对MDC的综合影响,完成探测器的结构优化;最后,分析了本底计数率和测量时间对MDC的影响。当测量时间为200分钟、处理时间为30分钟、本底计数率为5×10-3 cps时,优化后的探测器对41Ar的MDC估算值为1.7 Bq/m3

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[V1] 2024-06-03 23:19:34 ChinaXiv:202406.00096V1 下载全文
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