卢瑟福背散射是指单能重带电粒子束入射到靶材料时,极小部分带电粒子与靶原子核发生的大角度散射现象。由此发展的背散射分析技术,现已成为一种十分成熟的分析手段,广泛应用于固体表面元素分析和杂质含量分析等技术中。由于碰撞过程的统计涨落,单能带电粒子束在介质中穿过一定厚度后的运动方向和能量将不再是确定值,带电粒子产生角度歧离与能量歧离。角度歧离和能量歧离在背散射分析技术中是一个重要参量,它的大小严重影响背散射分析技术的分辨率等方面,在离子注入、高能质子照相和重离子肿瘤治疗等方面,也是不可忽略的参量。有早期的Highland理论和Bohr理论描述角度歧离和能量歧离,定性分析尚属可行,但是定量分析有时偏差较大。Monte Carlo方法能逼真描述随机事件并模拟实验过程。该方法已被广泛地应用到各种核实验模拟中,它是一种随机抽样过程,利用已知反应截面数据,模拟各种微观物理过程,通过概率抽样对源粒子的行为进行跟踪,决定每次碰撞后次级粒子的运动方向和速度,根据需要对相应的物理量进行统计,逐次跟踪下去,即可得到所需要的结果。GEANT4是由欧洲核子中心(CERN)联合日本高能物理中心(KEK)等二十多家单位联合开发以面向对象为特点的大型蒙特卡罗程序包。GEANT4面世以来,由于其面向对象的优越性,应用范围非常广泛。本文主要运用蒙特卡罗方法进行了下面的模拟计算工作:模拟入射质子能量为1～10MeV,靶材料为铍、铝、铜、钽和铅等取不同厚度时,透射质子的角度歧离与能量歧离,研究角度歧离和能量歧离与入射质子能量、靶物质原子序数及厚度的关系。结论如下:①角度歧离主要是与入射质子能量和靶材料和厚度相关。相同靶材料,入射质子能量越高,角度歧离越小,入射质子能量相同,靶材料原子序数越大或厚度越大,角度歧离越大。②能量歧离与靶材料相关,主要是与面电子密度相关。面电子密度越大,透射质子能谱歧离越大。能量歧离也与入射质子能量相关,一般情况是入射质子能量越大,则能量歧离越小。