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组织等效正比计数器(TEPC)可以测量电离辐射的线能谱(加权后得到微剂量谱),由线能谱便可计算辐射场的剂量学量,主要包括吸收剂量,平均品质因子和剂量当量。因此,研制TEPC对中子辐射防护具有重要意义。充分了解TEPC的物理过程有助于探测器的优化设计。本论文针对球形TEPC,确定了探测器的结构参数并分析了探测器内电场分布；采用蒙卡程序Geant4模拟了探测器对单能中子辐射场的能量响应,计算了剂量当量响应和灵敏度；采用Garfield和ANSYS模拟了不同工作电压下TEPC的绝对气体放大倍数；最后设计加工了球形TEPC并通过实验对模拟结果进行了验证,从而建立了模拟TEPC物理过程的方法并得到了TEPC相关性能参数,可为TEPC探测器的研制提供参考。本文在文献调研的基础上,设计了Benjamin结构的TEPC探测器。在合理假设下,采用有限元软件ANSYS分析了Benjamin结构和非Benjamin结构TEPC内的电场分布并计算了探测器内气体放大倍数沿阳极丝的分布。结果表明,Benjamin结构比非Benjamin结构的TEPC具有沿阳极更均匀的电场分布和气体放大倍数分布,Benjamin结构可以用于球形TEPC探测器的研制。采用Garfield程序和ANSYS软件联合模拟了Benjamin结构TEPC在不同工作电压下的绝对气体放大倍数,利用内置α源对TEPC绝对气体放大倍数进行了测量。结果表明,不同工作电压下,电子初始位置与阳极距离大于0.04cm后,气体放大倍数基本不再发生变化；TEPC工作电压增加时,气体放大倍数的涨落也相应增大；当研制的TEPC模拟2μm大小的人体组织时,TEPC绝对气体放大倍数模拟结果与实验结果符合较好,可用于TEPC气体放大倍数的理论计算。采用通用蒙卡程序Geant4模拟了TEPC对能量为1.3MeV、1.0MeV、0.8MeV、 0.65MeV以及0.36MeV单能中子的能量响应,计算了剂量当量响应和灵敏度。在静电加速器上进行了实验测量并和模拟结果进行了对比。剂量当量响应结果表明,TEPC对各单能中子的剂量当量响应均小于1,各能点的实验测量值略小于理论模拟值；未观察到剂量当量响应随中子能量的显著变化。灵敏度结果表明,灵敏度随中子能量的增加而变大；当中子能量大于等于0.8MeV时,灵敏度的模拟结果与实验结果符合非常一致。通过上述工作的展开,本论文确立了一套模拟TEPC物理过程的技术路线,并获取了TEPC作为中子剂量探测器的相关性能参数。其中基于Garfield程序和ANSYS软件模拟TEPC绝对气体放大倍数的方法属于首创,该方法避免了基于梯度场模型的TEPC气体放大理论的繁杂。通过实验和理论对比验证了该套模拟方法的可行性,可作为研制和使用TEPC时的理论指导。