中能质子单粒子效应试验束流分布及次级中子模拟

CHEN Qiming,GUO Gang,HAN Jinhua,ZHANG Fuqiang,ZHANG Yanwen,LIU Jiancheng, ZHAO Shuyong

Nuclear Techniques（2021）

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摘要

基于中国原子能科学研究院100 MeV质子回旋加速器,国内建成了用于微电子器件辐射效应研究的中能质子辐照试验装置.质子从加速器产生到入射器件样品期间,不可避免地会与束流传输线上的设备发生碰撞并产生大量次级中子,同时也使得质子束流参数发生改变.在开展微电子器件质子单粒子效应实验研究中,质子束流品质会直接影响单粒子效应截面测量的有效性和准确性.为评价质子束流品质,对中能质子辐照试验装置中质子束流传输线进行几何建模,并采用蒙特卡罗方法进行仿真模拟.选取质子入射能量100 MeV,通过降能片实现质子30～90 MeV能量调节,并将结果归一到单个质子入射情况,模拟得到样品辐照平面上质子的能量和注量分布、次级中子的能量和注量分布,以及中子质子比.模拟结果表明:次级中子对质子单粒子效应实验截面的影响很小,可以忽略.质子束的注量率范围、分布均匀性等参数均能够满足质子单粒子效应实验要求,表明该试验装置适合用于开展质子单粒子实验研究.

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关键词

single event effect,proton radiation test,secondary neutron

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