寻找稀有事例实验中宇宙射线活化锗材料的模拟研究

摘要

直接探测暗物质，核双β-衰变等这类寻找稀有事件的实验，都是在地下深处的实验室内进行。在地下深处进行这类实验的目的是为了更有效地抑制或减少宇宙射线对实验结果的影响。但在海平面上，探测器及其他材料暴露在宇宙射线中产生的活化本底将成为这类实验的一大隐患。
　　大部分的宇宙射线活化现象的产生是由于富集材料和晶体在运输过程，制造过程中被长时间地暴露在宇宙射线中。在这类需要超低放射性本底的实验中，锗材料是最频繁地被使用，因此，研究锗的宇宙射线活化是本文的工作目标。首先，应用GEANT4蒙特卡罗模拟软件模拟出相关宇宙射线活化产物的散射截面。然后，计算得到富集锗(86％76Ge and14％74Ge)相应宇化产物的产率。与已知的结果（基于计算或实验）比较，总结出研究宇宙线活化的一般方法。

目录

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摘要

第一章 引言

1．1 宇宙线的基本介绍

1．2 银河宇宙线强度

1．3 宇宙线在大气层中的传播

第二章 宇宙射线宇化介绍

2．1 寻找罕见事件实验的概述

2．2 锗以及宇宙线活化锗产生的同位素

2．3 宇宙线激活

2．3．1 宇宙线活化过程的研究方法

2．3．2 核数据库

第三章 模拟工具geant4，数据处理工具root介绍

3．1 蒙特卡洛方法

3．2 蒙特卡洛方法的基本思想

3．3 模拟工具GEANT4

3．3．1 GEANT4的介绍

3．3．2 GEANT4的各个功能模块和它们的功能

3．4 数据处理工具ROOT

第四章 宇宙线活化锗材料的蒙特卡罗模拟研究

4．1 模拟思想

4．2 宇宙射线库CRY的验证

4．2．1 CRY简介

4．2．2 模拟过程与结果

4．3 铜，锗宇化成因核素的散射截面的模拟

4．3．1 程序的设计

4．3．2 模拟过程与结果

4．4 富集锗的海平面宇化模拟

4．4．1 程序的设计

4．4．2 模拟过程与结果

4．5 宇宙线活化富集锗研究的总体效果

第五章 总结与展望

致谢

参考文献