基于D-D/D-T中子源的中子受激辐射计算机断层扫描成像系统的模拟研究

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本文对中子受激辐射计算机断层扫描成像（NSECT）系统进行了仿真计算，包括中子源的选择、准直屏蔽系统的设计、屏蔽墙和靶体的设置以及探测器的布置。对比研究了D(d,n)3He和T(d,n)4He反应获得的中子源在NSECT中的应用，建立了TiDx/TiTx靶、水体模内放置/未放置铁球四种计算模型，并利用MCNP程序分别模拟了D-D、D-T中子源产生2.5MeV、14MeV左右中子束在该系统中的中子输运过程，记录并获得了出射中子和特征γ射线通量分布及能谱图，该研究对中子成像方面中子源的选择及平台的搭建有指导作用。从出射中子和特征γ射线通量分布发现，激发的特征γ射线会保持与入射中子束同样的前倾方向，为了得到尽可能多的特征γ射线，确定了在D-D和D-T两种中子源成像中，实验上应该在Z=0的平面上与中子束传播方向呈43.6°～50.9°范围内布置γ射线探测器。D-D和D-T两种中子源的NSECT高能γ射线探测器的最佳放置位置稍有不同，但都需要保持在43.6°～50.9°范围内。从特征γ射线能谱发现，56Fe、16O对应的特征峰能量与模拟数据的激发能完全吻合，说明NSECT技术可以确定元素种类，很有可能在病灶的早期诊断以及研究活体（包括人体）分子过程中崭露头角。本论文还利用GATE程序模拟构建了NSECT探测系统的康普顿相机，获取并分析了成像探测器的仿真数据（如散射探测模块和吸收探测模块中射线作用的位置、能量、时间信息等），为将来中子断层成像实验平台的搭建作出理论指导。

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作者
赵亮;
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作者单位

兰州大学;

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授予单位兰州大学;
学科核能与核技术工程
授予学位硕士
导师姓名尹永智,李德红;
年度 2018
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类航天用燃料（推进剂）及润滑剂;计算技术、计算机技术;
关键词
D-D; D-T中子源; 受激辐射; 计算机断层; 扫描成像系统;

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