空間中子探測器能量響應仿真分析及驗證

文 軒 安 恒 楊生勝 王 鷁 常思遠 高 欣 王 俊 張晨光 馮展祖

（蘭州空間技術物理研究所真空技術與物理重點實驗室空間環境材料行為及評價技術國防科技重點實驗室 蘭州730000）

中子與航天器器件材料相互作用可能誘發位移 損傷效應、單粒子效應，會導致材料性能退化或器件功能喪失，嚴重威脅航天器在軌安全，同時中子易于被儲氫材料吸收，而人體中含有大量的水，因此中子對空間執行任務的航天員帶來了很大的健康威脅。針對空間中子探測，目前主要通過單一尺寸的閃爍體實現，但是該方法探測能量范圍窄，探測效率不高，而利用多尺寸復合結構的中子能量探測方法具有探測范圍寬、探測效率高的優勢。利用復合結構的中子探測器獲取中子能量、通量等能譜數據，可實現對空間中子的探測，且能夠在執行行星找水任務、尋找地球以外的生命現象、行星表面混合輻射環境測量等方面發揮重要作用，同時準確分析空間的中子環境特性，是航天器抗輻射加固設計和保障宇航員安全的基本要素之一［1-5］。

1 中子與物質的相互作用

中子是電中性粒子，在與物質的相互作用過程中，并不會直接產生電離效應，而是通過核反應或散射等方式產生帶電荷的次級粒子，繼而產生電離效應沉積能量。中子與原子核的相互作用主要包括勢彈性散射、復合核、直接作用、中間過程等方式，而從能量傳遞的角度上來講可以分為彈性散射過程和非彈作用過程。……