基于符合测量的空间中子探测器技术参数测试与分析

摘要

随着载人航天从短期飞行向长期任务值守的方向发展，空间中子辐射损伤效应成为不可忽视的因素，空间中子的探测越来越受到重视。本实验室设计研制了空间中子闪烁探测系统，本文开展了探测数据获取与离线分析方面的工作，对探测器的时间分辨率、位置分辨率以及能量响应等技术参数进行测试和研究。
　　本实验室中子探测器采用双端信号读出的方式，根据这一特性，本文深入研究了时间、位置与积分电荷等可观测量，建立了使用时间差筛选真事件的离线符合方法。研究结果表明：通过合理设置符合时间差窗口，可将探测器双端读出的信号进行逻辑关联，有效提取真事件，并明显抑制本底干扰。
　　本文使用蒙卡方法分析了光在闪烁体中产生、传输以及收集的过程，并结合实验测量，发现了中子探测器两端真事件信号的时间差与粒子入射位置存在线性关系。在提取探测器两端输出脉冲的定时信号基础上，可根据真事件信号到达探测器两端的时间差，利用符合技术，确定粒子的入射位置。测量结果表明：中子探测器具有较好的时间分辨本领和位置分辨本领，其时间分辨率为0.9ns，位置分辨率为12cm，相对位置分辨率为9.6％，达到与国外相同的技术水平。
　　探测器双端输出的信号积分电荷不仅与辐射粒子的能量相关，也与其入射位置相关。本文通过研究，引入双端信号积分电荷的几何平均值QGM作为能量测量参量，QGM与辐射粒子的能量成正比，与其入射位置无关，解决了单端读出信号随位置变化的问题。最后，本文利用标准60Co源、137Cs源以及天然辐射源40K、208Tl进行刻度，得到了较好的线性刻度曲线。

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注释表

缩略词

第一章 绪论

1.1课题研究的背景和意义

1.2国内外研究现状

1.3论文的主要工作和结构

第二章 探测器离线数据处理方案的设计

2.1 探测器的结构与原理

2.2 探测器数据获取的电子学原理

2.3数据获取软件与离线数据特征分析

2.4基于ROOT的数据处理方案设计

2.5本章小结

第三章 符合测量方案的设计与验证

3.1 符合方法的概念与意义

3.2符合测量方案的设计

3.3符合方案的验证与结果分析

3.4本章小结

第四章 探测器技术参数的测试与分析

4.1 时间分辨率与位置分辨率的测量

4.2能量刻度

4.3本章小结

第五章 总结与展望

5.1工作总结

5.2论文创新点

5.3后续工作与展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文

附录 离线符合程序