快中子照相作为无损检测的一种,能够完成X射线和γ射线照相不能完成的检测任务,它有着很大的发展潜力和广泛的应用空间。然而快中子成像还存在着空间分辨能力较差、探测效率较低、散射影响大等问题。鉴于当前探测器固有空间分辨率的限制,提出了一种基于毛细管的液体闪烁探测器阵列。其不仅具有较高的空间分辨率,还可以通过增加闪烁体厚度来提高中子探测效率,同时可以获得最小电离粒子的径迹。另一方面采用一些特征检测算法可以重建粒子相互作用的顶点位置,从而进一步提高中子成像的空间分辨率。本文的研究目的是开发一种能够对粒子径迹进行甄别并可重建粒子径迹的高位置分辨率探测器,同时利用径迹重建算法重建中子相互作用的位置,以提高空间分辨率。设计了一个1000×1000的玻璃毛细管探测器阵列,其中单根毛细管的几何参数为:直径10μm,毛细管壁厚1 μm,管长5 cm,材料为熔融的石英石玻璃(折射系数为1.48),毛细管中填充了液体闪烁体EJ309,折射系数为1.57。本文利用Geant4模拟了中子与毛细管中物质相互作用及产生的次级带电粒子在毛细管中的输运过程,并利用ROOT数据分析工具对数据进行了详细的处理和分析,包括质子能谱、次级粒子径迹长度和次级粒子径迹投影等。此外在径迹投影图像基础上,利用计算机视觉与图形处理领域的Hough Transform,对径迹图像中的质子径迹作检测并重建中子与H核相互作用的顶点位置。模拟结果表明,填充了液体闪烁体的毛细管阵列其中子-质子转换效率比塑料闪烁纤维板式探测器高,约为10%。次级粒子的径迹图像中γ光子的轨迹呈斑状;康普顿电子径迹具有不规则线形结构;而反冲质子径迹投影呈直线型结构,且沿其运动轨迹的能量沉积曲线具有布拉格峰。通过粒子径迹特征可对粒子进行甄别。根据此特征,可通过直线检测算法识别出质子径迹投影,再结合能量沉积曲线布拉格峰的位置可实现中子相互作用位置的重建。对于单事例径迹,基于霍夫变换的径迹重建算法可准确地重建出中子的相互作用点;对于多事例径迹,当计数率较低时,重建算法的结果与模拟的数据吻合良好,当存在多径迹密集交叉时,重建方法仍能准确地检测出外围稀疏区域的质子径迹,而对多径迹密集交叉区域会出现过度检测和欠检测的情况。