宇宙线缪子散射成像模拟与算法研究

本文验证了基于Micromegas探测器的宇宙线缪子散射成像系统进行快速核材料检测的可行性,并对实验室宇宙线缪子成像系统原型进行参数估算.基于Geant4程序开发了用于模拟宇宙线缪子物理过程、传输径迹及Micromegas探测器响应的模拟程序.在模拟数据的基础上,实现并改进了两种主要的宇宙线缪子散射成像算法.根据模拟和成像结果,1m×1m成像系统可在10min内检测到被重元素屏蔽的核材料.10cm×10cm成像系统的缪子事例触发率为0.16s^-1,要获得较为清晰的成像结果,要求探测器位置分辨率达到300μm,探测器增益为1000时实际测量事例至少需要20h.

缪子探测及其多学科应用

介绍了缪子的基本物理性质及产生过程,同时,依据缪子来源将缪子源分为加速器缪子源和宇宙线缪子源,阐述了缪子与物质相互作用及其探测技术,尤其关注了缪子成像技术的进展,展示了缪子成像技术在建筑学、地质学、地球物理和核安全等领域的多学科应用.

符合计数法测量宇生μ子的通量

搭建了宇生μ子探测器,采用符合计数法测量了宇生μ子通量和空间分布.探讨了甄别器阈值标定、宇生μ子计数率与工作电压的关系、塑料闪烁体板间间距对计数率的影响.通过改进测量装置的几何结构,研究了宇生μ子空间角的分布情况,验证了宇生μ子计数率与探测器摆放天顶角呈cos2θ关系.

宇宙射线μ子成像探测器研究现状与展望

宇宙射线μ子成像技术是一种新型无损探测方法,具有无需放射源、穿透性强的优点,可用于关键核设施、核材料的探测核查。本文调研了国内外宇宙射线μ子成像技术的研究现状,从透射成像与散射成像两种方式分析了μ子成像技术的基本原理和特点,重点梳理了国内外μ子成像探测器的发展现状,总结了核乳胶探测器、气体探测器、塑料闪烁体探测器等3类μ子探测器的成像原理、系统参数、工作特性、典型应用及优缺点,并对宇宙射线μ子成像探测器的未来发展进行了展望,为μ子探测器的进一步研究提供参考。

宇宙线μ子探测技术在地球物理学中的应用

本文详细介绍了宇宙线μ子探测的物理学背景及测量方法,综述了该技术在火山学、考古学和核材料安全检测等领域的应用,重点介绍了2006年日本Asama火山宇宙线μ子探测的仪器方法和应用经验,分析了我国地球物理领域对宇宙线μ子探测技术的应用需求,提出了未来该技术在中国的应用研究方向和设想.