[发明专利]一种预测屏栅电离室测量中子诱发核反应实验结果的方法

权利要求书

1.一种预测屏栅电离室测量中子诱发核反应实验结果的方法，包括如下步骤：

1)计算待测核反应出射带电粒子的能量和角度的核反应信息；

2)计算待测核反应出射带电粒子在样品中和在工作气体中的能量损失和射程信息；

3)随机抽取待测核反应在样品中发生的位置，再加上步骤1)得到的待测核反应出射带电粒子的能量、角度信息，利用步骤2)得到的待测核反应出射带电粒子的能量损失信息，计算朝各个方向出射的带电粒子在样品中的能量损失，从而判断带电粒子能否射出样品，若能够射出样品，则计算射出样品后带电粒子剩余的能量，并进入下一步；若不能射出样品，则结束对带电粒子的追踪；

4)利用步骤2)得到的能量损失信息，计算带电粒子射出样品后，在工作气体中的能量损失，即沉积的能量E_D；

5)计算阳极和阴极此时能够测量的能量；

6)对待测样品的非待测核反应进行模拟，方法同步骤1)至步骤5)；

7)对工作气体中的原子核受到中子辐照后发生的干扰反应进行模拟，方法基本同步骤1)至步骤5)，不同点在于：a)抽取核反应发生的位置不在样品处，而是在电离室的任意位置随机抽样；b)不计算出射带电粒子在样品中的能量损失，直接计算在工作气体中沉积的能量，以及阳极核阴极相应能够测量的能量；

8)将待测样品的各个反应模拟结果、工作气体中的原子核干扰反应模拟结果相加，得到最终的模拟结果。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待测核反应为中子诱发的轻带电粒子出射核反应，即(n,lcp)反应。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，各反应的出射粒子包括轻带电粒子α、质子、氚粒子、氘粒子、³He。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)使用Talys-1.9程序计算待测核反应出射带电粒子的能量和角度的核反应信息。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)使用SRIM程序计算待测核反应出射带电粒子在样品中和在工作气体中的能量损失和射程信息。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)中所述工作气体为惰性气体和少量多原子气体，所述惰性气体选自Ne、Ar、Kr、Xe中的一种，所述多原子气体选自CO₂、H₂、CH₄中的一种。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)中所述带电粒子在样品中和在电离室工作气体中的能量损失和射程信息包括：粒子能量-射程关系、粒子能量-能量损失关系，以及带电粒子的电离密度重心。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，在步骤2)计算出射带电粒子在射程内不同位置的能量沉积，即带电粒子在x_i处移动Δx距离时沉积的能量ΔE_i+1，其中i代表计算的次数，Δx为每次计算的步长，则带电粒子的射程R被均匀分为份；带电粒子与其产生位置的距离x_i满足以下关系：

x_i+1＝x_i+Δx (式1)

以E_i表示带电粒子在x_i处的能量，E表示带电粒子在产生时的初始能量，为带电粒子在单位距离的能量损失，有：

通过下述公式计算得到带电粒子的电流密度重心

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤5)用以下方法计算阴极和阳极能够测量到的能量：

其中，E_c是阴极测量到的能量，E_a是阳极测量到的能量，E_D是沉积的能量，θ是带电粒子的出射角，d是相邻的栅极和阴极之间的距离，σ为常数且数值小，忽略是带电粒子的电离密度重心。