高速重离子混合束中Xe离子的特征X射线鉴别实验设计研究

空间重离子单粒子效应模拟试验技术依赖于串列静电加速器和回旋加速器,重离子回旋加速器通常使用ECR离子源进行离子注入,但这也往往导致引出的离子种类比较复杂。同时因为加速器中混合离子的荷质比相近,所以对引出离子进行准确鉴别具有一定难度。相关研究显示高速高电荷态重离子和原子发生碰撞之后,将使核外电子发生跃迁处于激发态,且电子在退激发过程中发射特征X射线,因此可以通过测量特征X射线能谱进而鉴别加速器引出的重离子种类。以Xe离子为例,本文研究了Xe离子与固体靶原子发生碰撞过程中截面差异和产生特征X射线能量区别。同时结合不同类型探测器的特性与加速器的相关参数,在回旋加速器注入前端设计并建立了一套利用特征X射线进行重离子种类鉴别的装置。基于此装置可以实现ECR混合离子源引出离子种类的准确鉴别,为开展重离子单粒子效应辐照实验提供有效的离子种类分析方法。

液氩探测器在稀有事例探测中的应用和发展

稀有事例探测是近几年热门的粒子物理前沿课题,如暗物质、无中微子双贝塔衰变、中微子-核子相干弹性散射等实验都在逐渐被规划和实施.进行稀有事例探测要求探测器有极佳的性能,同时对环境本底有很高的要求,因此探测器和相关材料的选择是稀有事例探测的一个重要课题.液氩因为成本低、闪烁性能好、体积限制较小等优势成为稀有事例探测器的一种重要介质.经过几十年的发展,单相液氩闪烁体探测器和两相氩时间投影室成为两种常见的液氩探测器类型,并开始被国内外各实验组应用于稀有事例探测实验中.本文首先对两种常见的液氩探测器的原理和特性进行介绍,然后详细介绍国内外相关稀有事例探测实验组对液氩探测器的研究和应用现状以及未来规划,最后讨论未来液氩探测器在稀有事例探测中的应用前景和优化方向.

危机事件影响下的区域旅游经济韧性时空分异研究——以新疆为例

自21世纪以来,各种危机事件频繁发生,旅游业持续健康发展对旅游经济韧性提出更迫切的需求。本研究通过专业机构、互联网、统计部门等多种数据来源,以月份为观测尺度,对在新冠疫情这一危机事件影响下新疆旅游经济的整体表现与韧性水平进行分析,并通过地理探测器剖析韧性水平空间分异的影响因素。研究发现:(1)在研究时段内,新疆旅游经济发展呈现出类似平稳期-复苏期-平稳期-抵抗期-复苏期-平稳期的特征,在平稳期和复苏期各地州市旅游经济韧性整体呈现“两头小中间大”的橄榄型结构,抵抗期则呈现“顶端小底端大”的金字塔结构。(2)新疆各地州市旅游经济韧性整体呈东西部较高、南北部较低的空间分布格局,地区间韧性分布不均衡,空间分布较分散。(3)因子探测结果表明产业多样化和疫情管控力度是新疆旅游经济韧性空间分异的核心影响因素,产业专业化则是重要影响因素,一般影响因素包括经济发展水平、旅游服务能力及公路运力等。

高探测效率低噪声的大面阵热中子敏感微通道板

在微通道板玻璃中掺中子灵敏核素,并去除玻璃中的天然放射性同位素成份,可以实现微通道板对热中子的敏感,使探测器具有极低的背景事件率.在微通道板玻璃中掺加3mol%的Gd2O3,同时去除玻璃中的K2O和/或Rb2O,制作成50 mm直径、0.6 mm厚度、10μm孔径的微通道板,实现了对25.3meV热中子33%的探测效率,同时探测器的暗计数率低至0.11events cm-2·s-1.通过计算和分析热中子在微通道板基体中的俘获概率和155,157 Gd(n,γ)156,158 Gd反应所能引发的有效信号,说明了通过微通道板的结构优化,掺3mol%Gd2O3的微通道板可以实现最大50%的热中子探测效率.在此基础上,进一步完成了106mm直径10μm孔径的掺3mol%Gd2O3的优化结构大面阵低噪声中子敏感微通道板的制作.

2001年4月2日太阳耀斑及其太阳质子事件的观测结果研究

20 0 1年 4月 2日 ,太阳爆发了一个近年来X射线通量最大的一次耀斑并伴有质子事件 ,利用“资源一号”卫星星内粒子探测器和神舟二号飞船X射线探测器的观测资料 ,对这一事件的高能粒子响应进行了特例研究 .“资源一号”卫星运行于太阳同步轨道 ,高度约 80 0km ,和宁静时期的统计结果对比 ,这次耀斑后 ,星内粒子探测器在地球极盖区 (地球开磁场区 )观测到耀斑粒子的出现 ,这是宁静时期没有的 ;神舟二号飞船轨道高度 4 0 0km ,倾角为 4 2° ,X射线探测器在 4 2°中高纬地区也观测到高能电子通量比宁静时明显的增加 ,这表明 ,太阳耀斑引起的近地空间辐射环境的变化遍及纬度约 4 0°以上的区域 ,甚至在 4 0°N附近 4 0 0km左右的高度上仍然有响应 .但是 ,中高纬度、极光带和极盖区的粒子来源 ,加速机制和响应方式却不一定相同 ,需要分别讨论 .资料分析和对比还表明 ,质子事件的强度并不一定和耀斑的X射线通量成正比 ,因此 。

基于PET/CT探测环真光子数呼吸运动门控的研究

呼吸运动是导致PET/CT胸腹部成像质量下降的主要原因,探寻一种行之有效的方法来降低呼吸运动对PET/CT成像质量的影响,在临床上对疾病的诊疗显得尤其重要。提出一种基于探测环真光子数的呼吸运动门控方法来提高PET/CT胸腹部诊断图像质量,利用PET探测环真光子数分布会随着体模的运动而发生相应变化的特征来对原始数据进行呼吸运动门控处理。采用GATE软件仿真PET/CT成像的过程,分别使用几何体模和像素体模(NCAT)仿真肺部在PET/CT扫描过程中的运动。然后,使用提出的方法门控仿真扫描数据,并重建出三维图像。相对于运动模糊图像,门控图像目标区域的形状、大小和位置等方面更接近于静态图像。在冠状面上,门控图像质量优于运动模糊图像,其图像结构相似度(SSIM)分别提升5%、3%、9%;对于矢状面的line profiles,门控图像与静态图像接近,优于运动模糊图像。结果表明,所提出的方法能有效减少PET/CT图像的呼吸运动伪影,使肺部肿瘤的形状、大小和位置接近静态图像,并且有效地克服目前一些校正方法的局限性。

实验教学中利用第三方邮件服务器实现数据库管理自动化的方法

探讨了在数据库实验教学中如何利用第三方邮件服务器实现数据库服务器管理自动化以及利用第三方邮件服务器、触发器进一步加强数据库安全的方法。

极轨卫星在780km高度上测得的高能粒子辐射事件

对搭载于我国第一颗地球资源卫星上的“星内高能粒子探测器”首批资料进行初步分析表明 ,在卫星 780km轨道高度上所纪录到的所有高能粒子通量事件都只出现在 3个地理区域 ,即两半球的高纬极光带和南大西洋地磁异常区。低能档电子在这 3个区域都有出现 ,而高能档电子和质子在太阳宁静条件下 ,一般只出现在南大西洋异常区。从统计结果还可看出 ,南极光带附近的粒子通量大于北半球极光带 ,而在北极光带 ,与南大西洋异常区大体相同的经度附近 ,高能粒子的通量事件有一个明显的空隙区域。另一个观测事实是 ,0 5～ 2 0MeV能档的电子通量在极光区远大于 2 0MeV以上能档的电子通量 ,而在南大西洋地磁异常区 ,两个通道的电子通量差别不大。与现有理论模型和国外大致相同轨道上的空间高能辐射环境直接观测资料对比还表明 ,卫星舱内的辐射与舱外的空间辐射环境是完全相关的 ,积累的有关资料不但是航天设计和环境应用研究所需的重要参量之一 。

“资源一号”卫星星内粒子探测器对扰动事件的观测

本文比较了在太阳平静和扰动时期“资源一号”卫星星内粒子探测器对卫星舱内高能粒子的观测结果,发现在平静时期观测结果很好地反映了辐射带高能粒子在该高度上的分布情况.在扰动时期,粒子探测器观测到高能粒子分布出现重大变化,本文进一步讨论了影响高能粒子在近地空间分布的可能因素.

pA量级质子束流测量系统

研制的质子束流测量系统，本底电流仅为１０－ １４Ａ 量级，可测最大电流达ｍ Ａ 量级。在质子单粒子效应实验中，测得了ｐＡ 量级的质子束流及其随时间变化的关系，为半导体器件单粒子翻转截面的计算提供了必需的数据。

阵列探测技术在激光测距中的应用

高精度的空间碎片观测数据对航天器碰撞预警具有重要意义,激光测距技术是目前空间目标距离测量中精度最高的一种技术,但大多数空间碎片上并未携带角反射器装置,激光测距回波信号较弱。阵列探测技术可以提高回波信号较弱的空间碎片激光测距探测成功概率,中国科学院云南天文台2015年开始开展基于阵列探测技术的激光测距试验,2017年成功将阵列超导纳米线单光子探测器和多通道事件计时器等阵列探测技术应用于激光测距试验系统中,分别在2017年3月和2018年3月的激光测距试验中,成功采集2×2和4×4阵列激光测距数据。其中探测到最小目标为轨道高度约1 000 km、大小为雷达截面(Radar Cross Section,RCS) 0.045 m^2的空间碎片;探测到最远目标为斜距约5 000 km、大小为RCS 18.25 m^2的空间碎片。

一种自动确定PET/CT呼吸运动门控阈值方法的研究

目的:探寻一种有效的门控阈值选取方法,提升正电子发射断层显像/X线计算机体层成像系统(positron emission tomography/computed tomography,PET/CT)呼吸运动门控校正后的图像质量。方法:利用绝对误差散点图中各相邻帧之间的斜率相关关系,提出自动确定门控阈值的方法。在GATE(Geant4)仿真平台上,使用几何体模仿真PET/CT呼吸运动扫描。然后,分别使用提出的方法和手动选取门控阈值的方法来对仿真数据进行分析处理。结果:经对门控校正结果的客观评价表明,提出的方法的各项图像质量评价指标均优于手动选取门控阈值方法,且Line Profiles曲线更加接近静止状态。结论:该方法能够自动地确定门控阈值,有效地克服了手动选取门控阈值方法的不足。

一种对空间突发性强闪光目标的测角方法

在空间发生的突发性强闪光事件,如低空随机发生的强烈爆炸等,具有很强的时间和位置的随机性,且持续时间短。提出了一种对空间突发性强闪光目标的光电测角方法。该方法可完成对强闪光目标中心位置的方位角和俯仰角的测量。介绍了该测角装置的基本构成和测角原理,对装置的关键部件也作了简单阐述。用该测角装置与经纬仪对太阳进行了测角对比试验,给出了其测量数据,分析了其测量精度。由于该装置采用变增益放大器和柱面形光电接收器,它具有对目标探测的动态范围大和实现对目标全方位测量等特点。

楔条形阳极探测器的性能测试与分析

对研制出的楔条形阳极探测器进行了性能分析与实验测试,分析了引起成像畸变的三个重要因素:到达阳极的电子云半径大小、阳极的电容耦合效应和电子读出电路的性能.电子云半径的过大或过小会相应引起成像的"S"畸变或调制畸变,电容耦合效应和电路噪音也均会引起成像的畸变.此外,测试了探测器的暗计数率、线性度以及空间分辨率等性能,同时分析了微通道板在光照情况下的增益特性和暗计数的一般特性及其产生原因.测试结果表明探测器的成像畸变很小、线性关系较好,空间分辨率优于150μm,微通道板的暗计数率低于0.4count/s*cm2.

基于半导体集成电路辐射效应的空间辐射环境探测器

空间辐射环境能够引起半导体集成电路发生的总剂量效应、单粒子效应等辐射效应 ,可以被用来进行空间辐射环境监测。在一定条件下 ,基于此原理的探测器具有常规的面垒型探测器以及 PIN型探测器等所不具备的优点。尤其适合航天器舱内带电离子探测和用于航天医学的个人辐射剂量探测。介绍了三种基于半导体器件辐射效应的探测器。

η'衰变到γπ^+π^-的蒙特卡罗产生子研究

在高能物理实验数据分析中,事例选择效率是排除探测器和数据分析因素,从而获得物理测量量的必要输入参量.蒙特卡罗(MC)模拟是获得事例选择效率的唯一方法.结合实验数据与现有的理论模型,研究考虑了盒子反常效应的η'衰变到γπ+π-蒙特卡罗产生子的方法,获得的结果能够较好地与实验数据符合.

HiPAC系统的分析与优化

在对HiPAC系统进行分析的基础上,提出了在规则管理器内添加全局事件探测器,用于探测全局事件历史的优化方法,同时对规则管理器内每一条规则的事件部分增添一个度量参数与之相对应.这种方法能够有效地探测复合事件,实现了在HiPAC系统内部复合事件的探测及控制.

高纯锗探测器应用于稀有事例探测的研究进展

高纯锗探测器(HPGe)对于低本底稀有事例探测的发展具有重要的意义.本文介绍了HPGe的工作原理及其制备工艺,分析了对探测器起关键作用的钝化层和死层部分,并讨论了降低本底的关键技术.对于HPGe应用于包括暗物质探测和无中微子双贝塔衰变的稀有事例探测实验的进展,重点介绍了应用HPGe的CDEX、SuperCDMS、GERDA、MAJORANA等国际领先的稀有事例探测合作组相关实验技术和物理进展,进一步分析了HPGe用于下阶段国际稀有事例探测的发展方向.

中波HgCdTe光导探测器组件的故障树和失效研究

讨论了近室温工作的HgCdTe中波光导探测器组件的可靠性问题,包括组件封装失效、引线键合失效和探测器的性能衰减等。通过收集探测器组件的失效信息,对其失效物理化学机制、制造工艺和探测器参数进行了分析,建立了组件的故障树(FTA),为探测器组件的失效分析提供了理论依据。由FTA定性分析得出探测器组件FTA的最小割集;计算了顶事件的失效几率。通过计算底事件概率重要度,得出组件封装失效是探测器组件失效的主要故障途径;同时实验发现,失效组件探测器的少子寿命值有较大的衰减,这可能起源于失效探测器的表面钝化层退化。

高纯锗探测器波形分析研究进展综述

对于主要用于γ射线探测的高纯锗探测器而言,波形分析是在常规本底抑制措施基础上进一步降低本底水平、提升探测灵敏度的重要手段.针对单点/多点事例甄别、事例作用位置甄别和事例作用点信息完全解析等3类波形分析面临的主要问题,在介绍高纯锗探测器输出波形信号产生机制、获取手段、基本特征的基础上,回顾、总结了不同类型高纯锗探测器在不同应用场景下的波形分析研究进展,并对未来的波形分析研究方向进行了展望.