单晶体多电极读出高纯锗探测器^(76)Ge的0νββ甄别研究

^(76)Ge的无中微子双贝塔(0νββ)衰变探测实验中本底抑制十分关键,单电子(本底事例)和双电子(0νββ事例)事例甄别因其信号特征区分度极小而十分具有挑战性.本文针对单晶体多电极读出的高纯锗探测器建立了波形模拟研究方法,对双面交叉条型多电极高纯锗探测器的位置分辨能力进行了研究.同时通过搭建lightGBM模型,对多电极高纯锗探测器各个电极所收集的模拟波形进行分类训练.结果表明,该结构的多电极高纯锗探测器在电极分布方向具有良好的位置敏感特性,同时可以通过两端电极过中时间差确定粒子作用深度.基于所搭建的lightGBM模型对0νββ双电子事例的识别效果为68.4%.经验证,所训练lightGBM模型在保证0νββ信号事例没有被明显抑制的基础上,对本底中^(68)Ge和^(60)Co抑制效果相对显著,甄别前后分别可以被抑制3.33倍和2.66倍.结果表明,单晶体多电极读出的高纯锗探测器对于^(76)Ge的0νββ衰变探测的应用具备可行性,为将来在中国锦屏地下实验室对^(76)Ge的0νββ衰变实现event-by-event搜寻提供了重要参考.

碳离子放射治疗微剂量测量研究

目的测量碳离子束的微剂量谱并计算其相对生物学效应(RBE)分布,为放射治疗微剂量研究提供参考。方法使用绝缘体上硅(SOI)微剂量计对兰州重离子加速器国家实验室提供的260 MeV/u的12C离子束流进行微剂量谱测量,测量所得的脉冲幅度谱经转化得到剂量分布,通过摆放不同厚度聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的组合,实现不同PMMA深度微剂量谱及RBE值的测量。结果测量得到不同PMMA深度下260 MeV/u的12C离子束的微剂量谱,以及剂量线能yD与RBE随PMMA深度的变化关系。PMMA深度为116.5 mm处,RBE值达到2.6的峰值,并在布拉格峰位后迅速下降,但在拖尾处RBE值仍有1.3约为坪区入口处的2倍。结论本文为碳离子束微剂量谱提供基础数据,12C离子束的RBE值随着PMMA深度增加逐渐上升并达到峰值,布拉格峰位后迅速下降但在拖尾处的生物效应不可忽略。同时体现了不同线能区间处的导致的剂量份额,为评估重离子治疗中继发癌症的风险提供参考。