二氧化硅气凝胶光学性能及辐射探测性能研究

摘要

针对惯性约束聚变中高能γ射线探测存在的X射线影响，以及气体切伦科夫辐射体调控阈值复杂或部分切伦科夫辐射体不可调控阈值的问题，提出了使用硅气凝胶作为切伦科夫辐射体对γ射线进行探测的方法。首先，搭建透过率测量平台，测量了厚度为1 cm的410 mg/cm³硅气凝胶在250～800 nm波长范围内的透过率，得到了硅气凝胶的吸收散射系数；然后，使用最小偏差角的方法对硅气凝胶的折射率进行了测量，并对全波段折射率进行拟合；进而，将得到的吸收散射系数与折射率写入Geant4软件，在硅气凝胶探测系统中，对不同能量γ射线的能量响应进行了模拟计算；最后，在西北核技术研究院的⁶⁰Co源上搭建系统，分别对硅气凝胶及石英玻璃的发光强度进行了测量。结果表明：硅气凝胶净信号达到了11.67 nA,不确定度为3.8%;石英玻璃的净信号达到了373.67 nA,不确定度为3.2%。研究结果证实了硅气凝胶切伦科夫探测系统对γ射线探测的可行性，说明了硅气凝胶可作为切伦科夫辐射体应用于惯性约束聚变中的高能γ射线诊断。

关键词

惯性约束聚变 / γ射线探测 / 切伦科夫辐射体 / 硅气凝胶

基金资助

国家自然科学基金资助项目(11975182)