Conceptual design of a Cs2LiLaBr6 scintillator-based neutron total cross section spectrometer on the Back-n beam line at CSNS

摘要: 为了减少中子全截面谱仪（NTOX）在U-235共振能区的实验不确定度并改善探测效率，一个含锂闪烁探测器被考虑在中国散裂中子源 (CSNS) 的 Back-n 束线上发展为全截面谱仪。在考虑Back-n的强”γ-flash“和中子环境后设计了基于Cs₂LiLaBr₆ (CLLB)的快响应中子全截面谱仪-FAST.使用 Geant4模拟了CLLB在不同的 ⁶Li/⁷Li 丰度比下的响应和不同厚度 CLLB 闪烁体对中子和 γ 射线的响应比。 分别考虑不同的闪烁参数、物理设计和光读出模式，模拟了CLLB的中子-γ鉴别性能。 提出了CLLB的初步设计结果：厚度为 4-9 mm、边长>50 mm 的 CLLB（Li-6富集度>90%） 闪烁体，以覆盖能谱仪位置的 Φ50mm 中子束，侧读出到SiPM甄别以避免强束流照射的辐照损伤。 研究中的中子-γ甄别性能模拟技术可以为Back-n束流线上其他中子诱发反应截面的测量提供技术支持。