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新式气体切伦科夫探测器光学系统设计及效率分析

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原子核物理评论 2013年第4期30卷 441-445页

作者：陈铭徐涛王传珂中国工程物理研究院激光聚变研究中心四川绵阳621900

气体切伦科夫探测器是惯性约束聚变的重要诊断设备,可用于聚变反应历程的测量。基于探测器的测量原理,并针对传统卡塞格林光学系统的不足,分析了一种新型气体切伦科夫探测器的光学结构,采用3片90°离轴抛物镜和1片平面反射镜组成的离轴... 详细信息

气体切伦科夫探测器是惯性约束聚变的重要诊断设备,可用于聚变反应历程的测量。基于探测器的测量原理,并针对传统卡塞格林光学系统的不足,分析了一种新型气体切伦科夫探测器的光学结构,采用3片90°离轴抛物镜和1片平面反射镜组成的离轴光学系统,将探测窗口置于光学系统的出瞳位置,可减小同轴系统的缺陷提高光收集效率;利用多次反射镜反射增加光程,实现干扰信号分离。分析了光学系统的光束限制和光线追迹结果,比较了离轴系统与传统同轴系统的光收集效率。结果表明,离轴光学系统的光学效率为8.3%,同轴光学系统的效率为0.5%。

关键词：聚变反应历程切伦科夫探测器离轴光学系统光收集效率

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面向缪子散射成像的塑闪光纤探测器的设计方案研究

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面向缪子散射成像的塑闪光纤探测器的设计方案研究

作者：陈佳会济南大学

学位级别：硕士

宇宙线缪子散射成像技术利用宇宙线缪子具有高能、穿透性强的特点,可以对材料进行无损成像,并且宇宙线缪子可以天然产生、通量较高,无需人工放射源也可以进行成像,相较于传统的成像技术可以降低成像成本。另外,宇宙线缪子散射成像技术对... 详细信息

宇宙线缪子散射成像技术利用宇宙线缪子具有高能、穿透性强的特点,可以对材料进行无损成像,并且宇宙线缪子可以天然产生、通量较高,无需人工放射源也可以进行成像,相较于传统的成像技术可以降低成像成本。另外,宇宙线缪子散射成像技术对高Z材料鉴别有优良的表现,实现对核材料进行鉴别,所以在海关检查、地质勘探、核废料监控等场景中得以应用。本文在只含有径迹探测器的传统散射成像系统基础上,加入全反射切伦科夫探测器及塑料闪烁光纤探测器构建新的散射成像系统,利用全反射切伦科夫探测器获取缪子动量信息,通过塑闪光纤探测器进行缪子径迹测量,并据此构建缪子模拟工具,对不同材料的辐射长度重建精度及材料间的分辨能力进行探究。在缪子事例模拟中,首先利用海平面缪子流强公式及离散抽样方法构建muon generator,随机产生缪子,然后通过简单蒙特卡洛方法(Toy Monte Carlo)模拟缪子在上述成像系统中的多重散射过程,并添加位置分辨率及动量分辨率两种探测器效应。得到缪子模拟事例后,利用Kalman Filter算法实现径迹重建,给出成像系统的角分辨率及缪子在成像区间边界的位置分辨率。随后,本文在传统Po CA(Point of Closet Approach)算法的基础上展开对有能量依赖的Po CA成像算法探究,这是由于全反射切伦科夫探测器角度分辨率不同时,可测量的动量范围不同,所以需要对利用不同能段动量信息重建的结果进行探究,通过对不同材料辐射长度绝对重建及材料间辨别能力的对比,发现利用低能可测量部分的事例进行重建,得到的辐射长度重建误差较小,且材料间分辨能力较好。在上述重建方法探究的基础上,本文分别对全反射切伦科夫探测器带来的动量分辨率与径迹探测器带来的位置分辨对重建结果的影响进行探究,并给出成像系统对于低Z(材料原子序数)爆炸物RDX以及高Z核材料铀相对于辐射长度相近的材料的分辨能力的定量计算结果。通过不同动量分辨率可测得的低能缪子事例成像结果分析,发现可测量能谱范围越广,精确度越高,材料分辨能力越高。此外,利用全能段缪子真实动量在不同位置分辨率下的模拟事例分别进行图像重建,通过结果对比发现材料多重散射效应偏转角越小,对位置分辨带来的影响越敏感。最后,本文通过对成像算法的探究给出成像方案,先利用所有的缪子事例的径迹信息对材料进行快速鉴别,将低Z及高Z材料区分开。根据区分结果,再分别对材料进行精细重建,其中,对低Z材料利用可测量动量的缪子事例进行重建,而对于高Z材料,由于能量损失效应,部分低能缪子无法穿透材料,需要高能部分的缪子利用高能段缪子动量平均值得到的重建结果与低能段事例共同实现材料鉴别。基于上述成像方案,并且以现有的塑闪光纤探测器位置分辨及PANDA实验采用的切伦科夫探测器的角分辨率为参考,给出了相应的材料分辨能力。

关键词：宇宙线缪子散射成像技术低Z材料高Z材料切伦科夫探测器低能缪子

BEPCⅡ激光丝系统探测器模拟研究(英文)

同方学位论文库评论

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强激光与粒子束 2014年第2期26卷 275-279页

作者：张丛曹建社随艳峰赵晓岩中国科学院高能物理研究所加速器中心北京100049

BEPCⅡ上正在进行激光丝系统的研究。基于GEANT4对激光丝系统探测器进行了模拟。首先模拟了康普顿散射信号在探测器材料中电磁簇射的分布,确定了探测器初始尺寸。之后模拟了不同尺寸下探测器的输出,根据模拟结果确定了探测器的最终尺寸... 详细信息

BEPCⅡ上正在进行激光丝系统的研究。基于GEANT4对激光丝系统探测器进行了模拟。首先模拟了康普顿散射信号在探测器材料中电磁簇射的分布,确定了探测器初始尺寸。之后模拟了不同尺寸下探测器的输出,根据模拟结果确定了探测器的最终尺寸,使得探测器在所确定的尺寸有较大的信号输出。还进行了不同康普顿散射位置时探测器的响应模拟,结果表明束流管道的影响是不可忽略的,是探测器响应非线性的主要原因,预计该结果对束流截面测量有重要意义。最后简要介绍了BEPCⅡ几种可能的束流能量时,探测器信号输出和能量泄漏的模拟结果。

关键词：激光丝切伦科夫探测器电磁簇射光电子数量

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微结构气体探测器及其应用

现代物理知识 2011年第5期 16-24页

作者：谢一冈中国科学院高能物理研究所

20世纪70年代以来,气体粒子探测器得到很大发展。微结构气体探测器(Micro-Pattern Gas Detector,简称MPGD)目前已成为国际气体探测器研究的热点,在高能物理实验中获得新的应用,并广泛应用于高能物理、核探测和国民经济诸方面。

关键词： THGEM 光探测器微结构气体探测器切伦科夫探测器宇宙线μ子

“拉索”：4410米高处，探索宇宙的超高能极限 006

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“拉索”：4410米高处，探索宇宙的超高能极限

文汇报

作者：许琦敏

日前，基于我国高海拔宇宙线观测站（LHAASO，简称“拉索”）探测数据的论文被国际著名学术期刊《物理评论快报》选为“高亮论文”。历经七年建成的“拉索”，自2021年起就不断有重磅发现登上《自然》《科学》《物理评论快报》等杂志。 ... 详细信息

日前，基于我国高海拔宇宙线观测站（LHAASO，简称“拉索”）探测数据的论文被国际著名学术期刊《物理评论快报》选为“高亮论文”。历经七年建成的“拉索”，自2021年起就不断有重磅发现登上《自然》《科学》《物理评论快报》等杂志。位于四川稻城海子山上，海拔4410米的“?

关键词：宇宙线探测观测站伽马射线源超高能超高能宇宙线切伦科夫探测器望远镜阵列甚高能

来源： cnki报纸评论

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下一代太阳中微子探测器

国外核新闻 1997年第2期 28-29页

作者：高立

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七十年代初切伦科夫技术的发展

物理 1982年第1期 22-27页

作者：朱永生中国科学院高能物理研究所

一、引言 1934年发现切伦科夫辐射[1]以来,人们对它的性质从理论和实验上作了详尽研究[2,3].切伦科夫探测器成为高能物理实验中鉴别粒子最常用的工具.文献[4]综述了1973年前这类探测器在高能物理中的应用,本文介绍这一技术在七十年代... 详细信息

一、引言 1934年发现切伦科夫辐射[1]以来,人们对它的性质从理论和实验上作了详尽研究[2,3].切伦科夫探测器成为高能物理实验中鉴别粒子最常用的工具.文献[4]综述了1973年前这类探测器在高能物理中的应用,本文介绍这一技术在七十年代的发展概貌. 切伦科夫辐射的基本关系是 cosθ(λ)=1[βn(λ)].(1)粒子运动的方向和速度β=V/c可由介质折射率n(λ)和辐射角θ(λ)唯一地确定.在折射率n的介质中,只有高于阈速度βth=1/n的带电粒子才产生辐射,利用这一特点区分阈速度以上和以下的粒子的探测器称阈式探测器.由[1]式容易求得 dβ/β=[tg2θ(dθ)2+(dn/n)2]1/2 ≌tgθdθ.(2)忽略介质色散(即dn/n=0)时近似等号成立.dβ/β称为切伦科夫辐射的速度分辨,该值越小,粒子速度的测定精度越高.测量(θ-:=z-,e+rs:)角度范围内的辐射所对应的粒 2 2/子速度落在什一粤,#+粤)之ry,基于 \2”2/这种原理的探测器叫微分式或DISC探测器. 动量为P质量分别为。。,ml的两种粒子,速度差为p/叶m。。;一(叫一帖)/Zp‘.若探测器速度分辨dg”

关键词：切伦科夫切伦科夫辐射非热辐射光电倍增管切伦科夫探测器七十

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反应堆中微子

现代物理知识 2015年第6期27卷 22-27页

作者：占亮中国科学院高能物理研究所

在1930年,泡利(***)提出中微子假说之后,反应堆中微子的研究在粒子物理学的发展中起到了重要的推动作用。1956年,莱因斯(***)和柯温(***)首次探测到反应堆发出的中微子,从实验上确认了中微子的存在,证实了泡利提出的中微子假说。2002年... 详细信息

在1930年,泡利(***)提出中微子假说之后,反应堆中微子的研究在粒子物理学的发展中起到了重要的推动作用。1956年,莱因斯(***)和柯温(***)首次探测到反应堆发出的中微子,从实验上确认了中微子的存在,证实了泡利提出的中微子假说。2002年,日本的Kam LAND实验首次测量到了反应堆中微子振荡,验证了太阳中微子振荡模

关键词：反应堆中微子振荡模式液闪粒子物理标准模型玻璃罐宇宙线掺钆试验模型中微子探测器切伦科夫探测器大亚湾中微子实验电子中微子

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大气中微子及中微子振荡的发现

现代物理知识 2015年第6期27卷 15-21页

作者：王为中山大学物理科学与工程技术学院

未来的粒子物理学史上会提到:1998年和2015年在中微子物理的发展和粒子物理标准模型(Standard Model)的完善上是非常值得纪念的两个年份——1998年,超级神冈中微子探测实验(SuperKamioka Neutrino Detection Experiment,简称SuperKamiok... 详细信息

未来的粒子物理学史上会提到:1998年和2015年在中微子物理的发展和粒子物理标准模型(Standard Model)的完善上是非常值得纪念的两个年份——1998年,超级神冈中微子探测实验(SuperKamioka Neutrino Detection Experiment,简称SuperKamiokande,也简称Super-K)的物理学家们在大气中微子数据中发现了大气中微子振荡毋庸置疑的直接证据;2015年,Super-K这个意义深远的发现让日本

关键词：中微子反应缪中神冈中微子探测弱相互作用电子中微子切伦科夫探测器质子衰变中微子束反应堆中微子