多中子探测谱仪原型机研制及宇宙线测试

利用丰中子放射性核束和大型中子探测设备探索中子滴线区原子核的奇特结构是目前核物理研究的前沿热点之一,计划发展高分辨、高效率的先进多中子探测谱仪,以开展相关研究。基于BC408塑料闪烁体和SiPM,搭建了包含4个探测单元的原型探测阵列,利用宇宙线对该探测阵列进行了性能测试,得到时间分辨167 ps,位置分辨1.69 cm,并确定了衰减长度等重要性能参数,达到较好水平,为多中子探测谱仪建设提供了技术验证。

基于机器学习的多中子探测技术

中子滴线区的丰中子原子核结构是当前放射性核束物理研究的前沿热点之一。通过直接探测这些不稳定原子核衰变中发射的中子,不仅能提取核内部的多中子关联,也为丰中子核物质的性质研究提供重要的线索。为满足开展多中子探测实验的需求,本工作发展了基于机器学习的多中子识别算法,以大量的模拟数据作为训练样本,构建深度神经网络来逐事件判定反应的中子数,并进一步挑选出真实中子。本工作的结果表明,机器学习算法的四中子探测效率为~15%,传统算法为~1%,机器学习算法能将四中子探测效率显著提升10倍以上,有望应用到多中子探测实验中。