卫星载荷LaBr3:Ce探测器地面标定研究

作     者：王二彦 wangeryan

作者单位：成都理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：杨强;吴金杰

授予年度：2021年

学科分类：082704[工学-辐射防护及环境保护] 08[工学] 0827[工学-核科学与技术] 

主      题：卫星载荷 LaBr3:Ce 标定装置 单色性 

摘      要：卫星载荷LaBr:Ce探测器是一种面向空间应用的新型无机闪烁体探测器,相较于其他闪烁体,具有荧光产额高,能量分辨率好,衰减时间短等优点,非常适用于宇宙空间中X或γ射线的探测。精确的地面标定是星载探测器开展空间科学观测的前提和基础,只有对探测器的能量线性、能量分辨率、探测效率以及空间响应均匀性等关键参数进行精确的地面标定,才能对天文观测结果进行有效的数据分析。我国的单能X射线地面标定装置在各个性能上,还有很多可以改进的空间,改进之后的装置对卫星载荷探测器标定工作具有重要研究意义。本文依托国家重点研究发展计划:航天空间关键计量标准及溯源技术研究(2016YFF0200802),主要取得成果如下:(1)搭建了单能X射线辐射标定装置,开展了对装置性能评价工作。结果表明本论文搭建的单能X射线辐射装置,实现了精确标定星载探测器的地面标定工作,满足星载探测器标定时装置稳定性和单色性的要求,能够用于卫星载荷LaBr:Ce探测器的地面标定工作。(2)从理论上解释了X射线束本身的发散性与晶体衍射角度对装置单色性的影响,并进行了实验验证。结果表明实验结果与理论公式相符合,并给出了通过改善准直管结构或减少晶体照射面积以提高单色性的建议。(3)对卫星载荷LaBr:Ce探测器进行了标定工作,标定内容包括HXI中LaBr:Ce探测器的能量积分线性,能量分辨率、相对探测效率以及吸收边的精细测量;GRD中的67个LaBr:Ce探测器的能量响应、探测效率、吸收边精测、空间响应以及一致性分析等方面的标定。结果表明,LaBr:Ce探测器在探测能量范围、分辨率以及探测效率等方面完全可以胜任卫星项目的探测需求。本文对装置的性能进行了深层次研究,基于准平行单能X射线的标定原理,研究了装置单色性的产生原因与改善措施,以致力于更好地服务于卫星标定工作,并可以对医学、工业和农业等领域应用的X射线探测器进行性能测试和实验研究。