空间弥散X射线对脉冲星导航精度的影响

基于RXTE卫星天基数据,建立了时空坐标系转换、时间修正及历元折叠方法,构建了用于提取导航信息的Crab脉冲星轮廓,剖析了该天基载荷结构及特性,对卫星运行空间背景辐射进行了模拟计算。结果表明,在设定导航条件下,空间弥散X射线对航天器单星定轨及多星定位影响在km量级以上。同时阐述了实用化脉冲星导航探测中,改进导航定位精度急需注意的技术问题。

宇宙射线大气簇射数值模拟的模型依赖

利用CORSIKA模拟宇宙射线大气簇射过程,通过分析簇射产生次级粒子多重数分布以及簇射纵向发展情况,讨论了宇宙射线大气簇射数值模拟对强子相互作用模型的依赖情况.结果表明,在部分低能区数值模拟结果与实验观测结果吻合较好;但是在部分高能区,数值模拟结果与实验结果存在明显差异.

利用粒子辐照技术实现碳纳米管向金刚石的转变

采用低能氢等离子体和中能C+离子束辐照技术相结合的方法,实现了碳纳米管向金刚石纳米晶粒的转变,完成了一个从有序(碳纳米管)到无序(无定形碳纳米线)再到有序(金刚石纳米晶)的转变过程。利用透射电子显微镜(TEM)、选区电子衍射(SAD)和拉曼光谱(Raman)等研究了晶粒的微观结构,并对纳米金刚石晶粒的生成机理进行了初步探讨。

新型大面积宇宙射线缪子成像检测装置研制

研制了一套基于漂移管探测器的大面积宇宙射线缪子成像检测装置.该装置由6层交叉排列的漂移管探测器阵列构成.探测阵列面积2.2 mx2.2 m,探测位置精度好于0.9 mm,采用自触发符合技术使探测效率达到90%以上.对Al、Fe、W三种不同物质进行了成像实验和散射角计算,能够有效区分检测物.又对屏蔽盒内的铁块及钨块进行了成像,结果表明能够对屏蔽下的高原子序数物质进行区分.对钨字符块进行了8 h成像实验,得到了较为清晰的图像,能够分辨字符块形状.

原地生成宇宙成因核素测年技术思考(二):持续抬升区单样品直接计算抬升速率方法

原地生成宇宙成因核素测年技术在计算暴露年龄和侵蚀速率时,一直默认样品所在位置不随时间发生高程变化,从而核素生成速率不因高程变化而改变。在构造稳定区,这样的假设是合理的。在构造活动区,往往会因构造运动,地表样品高程发生改变;大冰盖地区(如南极)的冰川消融或加厚也会引起地壳均衡反弹,从而导致样品高程变化;而核素的生成速率将随高程变化而改变。本文对持续抬升情况下,地表样品中宇宙成因核素浓度与生成速率加速率间的计算关系进行了三种方法的数学推导,并提出如何利用单块样品中两种宇宙成因核素(以 10 Be和 26 Al为例)浓度计算地表抬升速率,最后指出以往利用宇宙成因核素方法对构造活动区的侵蚀速率的计算存在高估。本文首次提出利用地表在接近稳态侵蚀状态下的单块样品的两种宇宙成因核素直接计算地表持续抬升速率的方法,从而将原地生成宇宙成因核素方法和构造运动学研究直接联系起来。

原地生成宇宙成因核素测年技术思考(四):核素浓度年份化数列累加方法探讨

原地生成宇宙成因核素测年技术中,计算核素浓度的传统通用等式假设了地表侵蚀速率(参数ε)及样品的位置在暴露期间保持不变,从而简化了计算过程。然而这种假设可能并不符合复杂地质背景的实际情况,从而造成计算结果误差较大,与其他测年方法结果也难以相互比较和匹配。本文利用将核素总浓度按年份分解为每年生成的浓度,经衰变和侵蚀的综合影响后至今剩余的浓度(称为年份净剩余浓度),组成数列累加的办法,分别推导了地表样品在高程以及侵蚀速率变化情况下的核素浓度计算等式。在此基础上,给出了地表生成速率和侵蚀速率逐年变化情况下的通用浓度年份化累加等式。最后讨论了传统浓度计算等式中的参数ε(侵蚀速率)的地质意义,明确了ε是一个积分中值,并不代表暴露期间的算术平均侵蚀速率,而是每年的侵蚀速率以自然指数加权的复杂方式(即T年前的那一年的生成浓度将乘以e-(λ+ρεΛ)(T-1))影响到样品的最终浓度值。

原地生成宇宙成因核素测年技术思考(三):暴露、侵蚀、埋藏、再暴露和地表升降过程的双核素投影

双核素稳态侵蚀岛投影是原地生成宇宙成因核素测年技术中判断样品是否具有复杂暴露历史和估计侵蚀速率的常用方法。暴露、侵蚀、埋藏和再暴露的投影图可依据传统核素浓度计算等式利用计算机编程绘出。利用新推出的地表持续抬升与下降过程中样品的核素浓度与生成速率(及加速率)、侵蚀速率及暴露时间的计算等式,对其26 Al/10 Be浓度比值相对于10 Be浓度/10 Be生成速率比值投影分别进行了计算机模拟,发现下降样品的投影可高于或右偏于稳态侵蚀岛,而抬升样品的投影仍然在稳态侵蚀岛内。利用持续地表下降,可以解释已往文献数据中一次性暴露样品投影高于或右偏于稳态侵蚀岛的“不合理”现象,而持续抬升对投影结果的影响类似于侵蚀,因此如果忽略抬升,计算的暴露年龄结果将偏小。

SiO2水玻璃微球辐射增强扩散研究

通过粒子辐照玻璃微球，利用辐射增强扩散效应改善Ar在其中的扩散性能。选择中子、质子和Cu离子辐照玻璃小球，研究它们产生的辐射增强扩散效应，寻找提高Ar在玻璃中扩散性能的新方法。

利用宇宙线观测数据研究1～100TeV能区质子-空气非弹性作用截面

提出一种在高海拔地区通过宇宙线大气簇射过程的数值模拟,结合地面探测器阵列对簇射事例的响应,确定了直达质子事例的判选标准和判选效率.通过分析直达质子事例率,测量了1～100 TeV能区质子-空气非弹性作用截面,并结合Glauber理论计算出1～100 TeV能区质子-质子作用总截面.

多层像素芯片缪子成像装置中芯片位置校正方法研究

硅像素互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)芯片因具有微米级的位置分辨能力和极高的探测效率等特点,对于径迹精确重建具有举足轻重的作用。通过大面积拼接,能够将硅像素芯片用于μ子成像,但芯片拼接产生的机械误差,以及各层之间的相对位置误差,对μ子重建过程中的位置精度具有明显影响。本文利用μ子通过探测层时产生的观测点,建立了基于μ子径迹直线拟合模型的迭代芯片位置校正算法。通过在GEANT4 程序中构建μ子成像探测原型装置,其中包含8个物理探测层,每层拼接了4块硅像素芯片,并添加芯片在x、y方向与旋转角θ三个自由度上的偏移量,模拟了真实情况下的机械误差对重建位置精度的影响。结果显示:该算法可用于芯片真实位置的高精度修正,使芯片位置修正精度小于5μm。