This study investigates the radiation shielding capabilities of PbxGd100−x binary alloys with varying compositions (x = 10, 30, 50, 70, and 90) using the FLUKA Monte Carlo simulation and Phy-X/PSD platform. Shielding parameters such as mass attenuation coefficient (MAC), mean free path (MFP), half-value layer (HVL), and tenth-value layer (TVL) were analyzed in the energy range of 0.15 MeV–15 MeV. The results revealed strong agreement between FLUKA simulations and Phy-X/PSD data, with less than 5% deviation. Alloys with higher Pb concentrations demonstrated superior shielding properties, with Gd10Pb90 exhibiting the highest MAC and lowest MFP, HVL, and TVL values, particularly at lower energy levels. These findings confirm the potential of Gd–Pb alloys, especially Gd10Pb90, as effective materials for ionizing radiation protection. This work provides valuable insights into developing advanced shielding materials for diverse nuclear physics, medicine, and industry applications.

中文翻译：

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使用 FLUKA 代码和 phy-x/PSD 平台模拟 Gd-Pb 二元合金的屏蔽参数


本研究使用 FLUKA 蒙特卡洛模拟和 Phy-X/PSD 平台研究了具有不同成分（x = 10、30、50、70 和 90）的 PbxGd100−x 二元合金的辐射屏蔽能力。在 0.15 MeV–15 MeV 的能量范围内分析了质量衰减系数 （MAC）、平均自由程 （MFP）、半值层 （HVL） 和第十值层 （TVL） 等屏蔽参数。结果显示 FLUKA 模拟和 Phy-X/PSD 数据之间具有很强的一致性，偏差小于 5%。具有较高 Pb 浓度的合金表现出优异的屏蔽性能，其中 Gd10Pb90 表现出最高的 MAC 和最低的 MFP、HVL 和 TVL 值，尤其是在较低能级下。这些发现证实了 Gd-Pb 合金，尤其是 Gd10Pb90 作为电离辐射防护有效材料的潜力。这项工作为为各种核物理、医学和工业应用开发先进的屏蔽材料提供了宝贵的见解。