μ子能损超前探测技术研究

摘要

依据宇宙射线 μ 子穿过高密度体物质时能量损失比穿过低密度体物质时的大的物理特性,推导电离损失、韧致辐射、电子偶衍生以及核相互作用的能损数学表达式,运用Geant4软件分别模拟 μ 子探测充填空气和水的溶洞穿透过程,记录其能量,构建 μ 子入射与出射能损成像,并与其散射成像图进行对比.研究结果表明:μ 子能损成像有效解决了 μ 子散射对相近原子序数的元素组成物质分辨率低的问题,有望利用 μ 子低能损成像实现对充气和水等低密度空洞的超前探测,为超前探测提供一种新的探测方法.