四种基材国产厚型气体电子倍增器的模拟与性能研究

陶瓷基材厚型气体电子倍增器(THGEM)已被成功运用于中子探测.用Geant4软件模拟研究和对比了陶瓷(Ceramic)、Kapton(聚酰亚胺)、PTFE(聚四氟乙烯)和FR4(环氧树脂)基材对热中子散射和吸收.基于国内电路板(PCB)厂生产的陶瓷-THGEM、Kapton-TH-GEM、PTFE-THGEM和FR4-THGEM具有相同的几何参数,孔径为200μm,孔间距600μm,厚度200μm,绝缘环宽度75μm,灵敏面积50 mm×50 mm,用能量为5.9 keV的X射线源55 Fe对他们分别都做了增益、长期稳定性和能量分辨率等方面的性能测试,结果显示出四种基材的THGEM都能正常工作.单/双层陶瓷-THGEM在Ar+CO2=80:20的工作气体中的最大增益分别为1.2×104和4×104,在Ar+iC4 H10=97:3工作气体中双层陶瓷-TH-GEM能量分辨率好于24.4％,在100 h的连续测试中具有良好的增益稳定性.用239 Puα源,测试了陶瓷-THGEM的α粒子能量沉积和增益.