마이크로채널 플레이트(MCP) 중성자 이미징 검출기의 효율성 최적화. I. 10B 도핑이 적용된 사각형 채널

소환

Tremsin, AS, Feller, WB 및 다우닝, RG(2005). 마이크로채널 플레이트(MCP) 중성자 이미징 검출기의 효율성 최적화: I. 10B 도핑을 사용한 정사각형 채널. 물리학 연구 섹션 A의 핵 장비 및 방법: 가속기, 분광계, 검출기 및 관련 장비 , 539 (1–2), 278–311.

키워드

• 중성자 검출
• 탐지 효율성
• 중성자 이미징

짧은

유리에 고농도의 10B 원자가 통합된 마이크로채널 플레이트(MCP)는 중성자 감지 효율을 최대 78%까지 달성할 수 있습니다 . 그 이유는 미세 구조가 중성자 포획 반응 생성물이 채널로 빠져나가는 것을 최대화 하는 얇은 채널 벽을 허용하여 감지 가능한 전자 눈사태를 생성하기 때문입니다 .

요약

이 기사에서는 1⁰B 로 도핑된 마이크로채널 플레이트(MCP)를 사용하여 중성자 검출 효율성을 극대화하는 방법을 살펴봅니다. 이 연구는 원형 또는 육각형 디자인에 비해 효율성이 뛰어나기 때문에 정사각형 채널이 있는 MCP에 중점을 둡니다.

• 중성자 검출을 향상시키는 열쇠는 두 가지 확률, 즉 중성자 흡수 확률(P1)과 반응 생성물이 개방형 채널로 빠져나갈 확률(P2)을 최적화하는 데 있습니다.
• 전체 중성자 검출 효율은 P1, P2와 전자사태 발생 확률(P3, 1에 가까운 것으로 가정)을 곱한 값입니다.

중성자 흡수 극대화(P1)

• 1에 가까운 P1을 달성하려면 1⁰B 원자 밀도가 높은 충분히 두꺼운 MCP를 사용하는 것이 필요합니다.
• 단일 MCP 두께에 대한 실질적인 제한으로 인해 쉐브론 또는 Z 스택 배열로 여러 MCP를 적층하는 것이 매력적인 솔루션이 됩니다.
• 이러한 적층 구성은 전자 증식 과정을 손상시키지 않으면서 중성자 흡수를 증가시킵니다.
• 8μm 기공이 있는 1mm 두께의 MCP 3개만 쌓아도 P1을 0.52에서 0.9로 증가시킬 수 있습니다.

반응 생성물 탈출 최적화(P2)

• 적절한 채널 폭(d)을 선택하면서 MCP 벽 두께(W)를 최소화함으로써 P2가 최대화됩니다.
• 이 연구는 8μm 기공과 2μm 벽을 가진 MCP에 대해 P2를 시뮬레이션하여 벽 내의 중성자 포획 지점에 대한 의존성을 보여줍니다.
• 결과는 이 특정 MCP 형상의 경우 P2가 최대 78%까지 높을 수 있음을 나타냅니다.

모델 예측 및 결론

이 모델은 높은 P1을 위한 적층형 MCP 구성과 높은 P2를 위한 최적화된 채널 크기를 결합함으로써 매우 효율적인 중성자 계산을 달성할 수 있다고 예측합니다. 이러한 MCP 기반 검출기는 높은 공간 분해능(~10μm)과 나노초 미만의 타이밍 기능을 갖추고 있어 다양한 중성자 검출 응용 분야에 적합합니다.

출처: https://escholarship.org/content/qt7v17n03g/qt7v17n03g.pdf?t=lnqz51