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作者：司书尧;陈俊良;周旺;龚伟;李连顺;刘延彰;周宇航;杨廷贵;
单位：中核四0四有限公司;甘肃省核燃料循环技术重点实验室;中核四0四成都核技术工程设计研究院有限公司;
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_3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_2的原设计相比，第三层采用LaBr_3可有效提高探测器的γ识别率，并且LaBr_3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_3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%。
关键词：Geant4;;β-γ混合场;;叠层闪烁体探测器
基金资助：国家原子能机构抗辐照应用技术创新中心创新基金项目(No.KFZC2022020501)
