用蒙特卡洛方法研究大气簇射契仑柯夫光与初级宇宙线特性之间的关系

对γ,p和Fe所产生的宇宙线大气簇射契仑柯夫光的强度分布特性进行了计算机模拟。结果表明,在初级宇宙线的能量处于能谱的“膝”区附近时,Fe簇射产生的契仑柯夫光强分布的变化率总是比γ和p簇射的要小。同时还发现,存在一个到簇射中心的特殊距离,在这里3种初级宇宙线所产生的契仑柯夫光的强度相同。这些特点可以被用来估计初级宇宙线的能量或区分初级宇宙线中的轻粒子和重粒子。     

羊八井空气簇射轴芯探测器

为了分析研究宇宙线膝区的化学成分,设计建造了羊八井空气簇射轴芯探测器阵列(YAC)。该探测器安装在海拔4 300 m的西藏羊八井宇宙线观测站内,可以与西藏羊八井广延大气簇射阵列做联动混合实验。探测器用闪烁体单元来测量到达探测器的空气簇射轴芯次级粒子,每个闪烁体单元放置在40 cm×50 cm的盒子中,覆盖了3.5 cm厚的铅板。测量的簇射轴芯次级粒子数目范围为1(最小电离粒子)～10~6MIP。第一阶段建造安装了16台探测器,称为"YAC—I",分布在面积为10 m~2的网格里。YAC-I用来检验强子相互作用模型。详细讨论YAC-I的性能。     

用蒙特卡洛方法研究大气簇射契伦柯夫光与初级宇宙线特性之间的关系

对γ，ｐ和Ｆｅ所产生的宇宙线大气族射契仑契夫光的强度分布特性进行了计算机模拟。结果表明，在初级宇宙线的能量处于能谱的“膝”区附近时，Ｆｅ族射产生的契仑柯夫光强分布的变化率总是比γ和ｐ簇射的要小。     

宇宙线来自何方

【英国《自然》1980年12月4日报道】来自太空的携有最大能量为10焦耳的单个原子核,大约每秒钟与地球大气层中的原子相碰一次,从而产生一个巨大的次级粒子簇射,当到达海平面时,这种次级粒子逐步形成拥有10~(10)个粒子的广延大气簇射     

4.5 AGeV/c ~(16)O-Em作用末态产生粒子前后关联研究

介绍了 4 5AGeV/c16O Em作用末态产生粒子的多重数分布 ;讨论了簇射粒子、灰径迹粒子和黑径迹粒子向前后半球内发射的关联。实验结果表明 :簇射粒子、灰径迹粒子在前后半球内的分布明显不同 ,而黑径迹粒子多重数在前后半球内的分布并无显著差别 ;在前半球内 ,簇射粒子及灰粒子数随后半球内的簇射粒子及灰粒子数的增加明显增加 ,且增加幅度随束流质量的增加而提高 ;后半球内的簇射粒子及灰粒子平均多重数随前半球内的簇射粒子及灰粒子数的增加而增加 ,但增加的幅度随射弹质量的增加而减弱。     

4.5AGeV/c 16O-Em 作用末态产生粒子前后关联研究

介绍了4．5AGeV/c ^16O-Em作用未态产生粒子的多重数分布；讨论了簇射粒子、灰径迹粒子和黑径迹粒子向前后半球内发射的关联。实验结果表明：簇射粒子、灰径迹粒子在前后半球内的分布明显不同，而黑径迹粒子多重数在前后半球内的分布并无显著差别；在前半球内，簇射粒子及灰粒子数随后半球内的簇射粒子及灰粒子数的增加明显增加，且增加幅度随束流质量的增加而提高；后半球内的簇射粒子及灰粒子平均多重数随前球内的簇射粒子及灰粒子数的增加而增加，但增加的幅度随射弹质量的增加而减弱。     

塑料闪烁探测器中光收集的非均匀性

在宇宙线研究中,当利用大面积塑料闪烁体组成电离量能器或作为广延大气簇射荷电粒子密度分布取样探测器时,为减小测量误差,特别要求光收集的非均匀性尽可能小。因此,实验测定各种光收集方法的非均匀性,对大型塑料闪烁探测器的研制是有意义的。     

空间辐射环境概述

从宇宙射线的初级粒子和次级粒子入手，考虑地球磁场对入射粒子的影响，对航线和近地轨道飞行等空间活动区域内的辐射环境进行介绍。宇宙射线初级粒子注量和能谱与太阳活动期的活动程度相关，初级粒子和次级粒子在地球大气中的注量分布与大气深度和地磁截止刚度密切相关。随着大气深度的增加，吸收剂量减小；对于相同大气深度，随着地磁截止刚度的增加，粒子总注量减小。     

地磁场对光电倍增管增益的影响

羊八井大型高海拔空气簇射观测站(LHAASO)计划中,为研究20TeV以上的伽马射线天文和宇宙线物理,提出了建设1 km2地面簇射粒子阵列(KM2A)的设计方案.其中的塑料闪烁体探测器(ED)要用到5 000多个光电倍增管,对选用的光电倍增管的性能指标(线性度、增益及其一致性等)有着较高的要求.重点研究了地磁场对XF2...     

面向宇宙线成分和能谱测量的新型ZnS(Ag)闪烁体热中子探测器

对EAS(广延大气簇射)在地面产生的热中子的测量为研究"膝"区原初宇宙线的成分和能量提供了一种新方法。在PRISMA-YBJ阵列取得成功后,2017年3月,在西藏大学(海拔3 650 m)安装了一种新的热中子探测阵列。阵列由16台EN-探测器组成,使用一种新型的掺B2O3的ZnS(Ag)闪烁体,用天然的硼化合物进行热中子捕获。主要用于测量EAS的两种重要成分:强子和电子。本文中,主要介绍探测技术的原理、阵列的部署以及阵列的初步运行结果。     

LHAASO-KM2A阵列探测器模拟软件设计

介绍KM2A模拟软件的设计。该设计基于Geant4建立由6 000多个探测器组成的LHAASOKM2A阵列,模拟各探测器对广延大气簇射中次级粒子响应,并通过优化模拟流程大幅降低软件运行时的内存需求避免内存溢出,通过简化部分模拟大幅提高软件运行速度,使软件满足实际需求。     

质子和中子引起的单粒子效应及其等效关系理论模拟

根据器件几何尺寸、掺杂浓度、偏压等因素确定灵敏体积和临界电荷，从而提出单粒子效应的物理模型。考虑了质子和中子在硅中的弹性散射、非弹性散射、两体反应、多体反应以及质子的库仑散射等所有相互作用类型，采用蒙特卡罗方法模拟跟踪入射粒子与核的相互作用以及各种次级带是粒子和反冲核的能量沉积过程。采用Ziegler的拟合公式精确计算质子、a粒子、氚核、反冲核等带电离子的能量沉积。根据模拟结果确定了两种粒子引起的单粒子效应等效系数，并将模拟结果与实验数据进行了对比。     

高能~(56)Fe离子入射屏蔽材料的次级粒子模拟分析

空间辐射环境下的高能重离子入射屏蔽材料会产生大量次级粒子,为研究屏蔽材料产生的次级粒子对太空舱内辐射环境的影响,本文使用基于蒙特卡罗方法的Geant4软件模拟空间高能~(56)Fe离子入射铝、碳、聚乙烯、水4种屏蔽材料,分析透射屏蔽体的初级粒子及由屏蔽材料产生的次级电子、次级中子、次级质子和次级γ的能谱以及水吸收体中的能量沉积和深度剂量分布。分析产生的次级重粒子类型和能量,比较4种屏蔽材料对高能Fe离子的屏蔽性能。结果表明,聚乙烯材料对高能重离子的屏蔽性能最好,但同时产生的次级重粒子的能量最大,约为铝材料产生次级重粒子能量的4倍。屏蔽体产生所有次级粒子中,次级质子和原子序数为22-26的次级重粒子贡献最大。     

一种用于RIBLL粒子鉴别的纵向场分条阳极双叠层电离室

描述了一种用于RIBLL粒子鉴别的阳极分别在X、Y方向分条,共用阴极,纵向场双叠层气体电离室的结构和工作原理。用3组分a源对电离室进行能量刻度得到其相对能量分辨对^241Am a源约为3.49%。通过在RIBLL上测量80Mev/u^20Ne ^58Ni反应次级产物碎片,得到△E与TOF两维分布图,并根据粒子鉴别原理测得A/Z=2时的Z分布和Ne、O、N、C的同位素分布。     

WCDA动态范围扩展系统快速模拟研究

现代物理学中,超高能γ天文已成为天体物理学的主要分支之一。针对超高能宇宙线事例模拟的困难,本文进行了WCDA动态范围扩展系统快速模拟的研究,主要包括对光子数薄化处理和参数化模拟两种方法。这两种方法可以运用到WCDA动态范围扩展系统中,用来快速高效模拟高能量宇宙线事例在探测器上的响应。     

光子谱仪的光子判别研究

本工作用JPCIAE事件产生器模拟5．5TeV／A^208Pb ^208Pb对撞产生的7种粒子n、n^-、p、p^-、K^ 、π^ 和光子入射的环境下，对ALICE(A Large Ion Collider Experiment)光子谱仪(PHOS)的光子判别的效率和纯度进行了模拟研究。在簇射形状分析中，采用主成分分析方法将7参数分析问题约简为2参数，给出不同能区中的光子判别效率与纯度的关系。     

BEPCII-LINAC试验束次级粒子的模拟分析及质子能谱测量

对BEPCII-LINAC试验束上1.89 GeV脉冲电子轰击铍靶产生的次级粒子进行蒙特卡罗模拟,得到次级粒子的能谱和角度分布谱.Geant4模拟显示混合粒子中质子能量大于35 MeV的通量较大,且质子产额达到3.97×108s-1,同时质子对器件的注量率φp可达6.32×105s-1·cm-2.用试验束41°磁谱仪和...     

"氦氡团簇"粒径实验研究

提出采用微孔滤膜对含有"氦氡团簇"的氡过滤,利用测量过滤后的氡浓度变化来研究"氦氡团簇"的粒径.对实验设计的合理性进行了详细论证.实验结果表明"氦氡团簇"直径小于100nm,与相关文献认为"氦氡团簇"粒径在100-400nm之间的结论不一致.     

BES 桶部簇射计数器工作特性的测量

本文给出了ＢＥＳ桶部簇射计数器工作特性的一些测量结果。用５５ＦｅＸ射线源测量了工作气体的气体放大特性曲线和气体入出口的坪特性曲线，测量了输出脉冲电荷量的稳定性。用宇宙线μ子测量了桶部簇射计数器不同并联单元的坪特性曲线。用Ｂｈａｂｈａ散射测量了桶部簇射计数器的能量分辨与位置分辨。     

点探测器敏感性关联抽样计算方法

为避免点探测器敏感性计算中随机统计涨落的影响,研究了在蒙特卡罗关联抽样算法框架下,点探测器敏感性的计算方法。在算法中考虑了输运过程偏倚以及存在次级粒子的情况,给出了输运扰动权乘子与计数扰动权乘子的更新方案。针对点探测器敏感性中次级粒子的模拟特点,引入了单因素扰动系统,并基于粒子扩展属性实现了对单因素扰动系统微扰的模拟,从而避免了对次级粒子历史进行回溯。利用脉冲球形实验装置,测试了散射截面扰动下点探测器的敏感性计算功能,并与微分算符方法的计算结果进行了比较,以验证其计算精度。利用NUREG/CR-6115屏蔽基准题测试了权重技巧下算法的适用性。测试表明,算法与微分算符方法计算精度相当,并适用于屏蔽问题点探测器敏感性模拟。