羊八井中RPC探测器的性能测试

 中意合作组在羊八井ARGO实验中采用大型RPC阵列探测广延大气簇射事例(AS);报告了在羊八井高海拔条件下,RPC的工作性能、探测器系统工作参数,其中包括探测效率随高压变化、读出条多重数和时间分辨率等,并研究加入SF₆气体与改变系统阈值这2种新方法消除系统噪声和压低二次流光放电,实验研究取得良好结果,满足ARGO实验所需的探测器性能要求,为后续的ARGO实验打下了关键性基础.     

对羊八井ASγ三期阵列性能的分析

利用Monte Carlo模拟分析了在西藏羊八井进行的三期阵列的性能．模拟数据同实验数据的天顶角分布能吻合，并进一步论述了原初粒子能量同快时间探测器探测到的粒子数密度之和的关系．另外利用模拟数据给出了阵列的角度误差和角分辨。     

ARGO-YBJ伽玛质子区分新方法

伽玛天文是中意合作的ARGO-YBJ宇宙线实验的主要物理目标,其中,宇宙线质子背景的排除对于该目标的实现有非常重要的意义。基于蒙特卡罗模拟产生的伽玛光子和宇宙线质子数据,利用ARGO合作组开发的Medea++重建程序,分析不同的重建方法下伽玛和质子事例各种分布的区别,提出利用伽玛与质子在重建中不同物理特性进行分析的重建稳健度(Reconstruction Robustness)与噪声容忍度(Noise Tolerance)方法。通过分析模拟产生的分别投点在探测器中心与整个探测器上的伽玛和质子事例,显示了该方法的一些特点,表明该方法对于宇宙线质子背景具有较好的排除效果。     

简单重心法快速重建大EAS芯位

簇射芯位重建是基于地面的宇宙线观测实验的关键工作之一.利用广延大气簇射（EAS）和探测器蒙特卡洛模拟程序，模拟超高能原初宇宙线粒子质子和铁核成分产生的簇射前沿在探测器阵列的分布行为，根据模拟数据，分析了击中数最大探测器灵敏单元与簇射芯位的关系，以及重心法重建簇射芯位的精度，结合二者的特点，提出简单重心法重建簇射芯位，初步研究表明，该方法可快速重建EAS芯位，并使芯位重建精度提高到1 m.     

基于空间重构相干声源的麦克风阵列性能评价技术研究

基于波束形成算法的麦克风阵列系统被广泛应用于噪声源定位中，空间分辨率、动态范围是阵列进行多声源定位中的关键性能参数．工程中常用的阵列性能评估方法为小尺寸声源测试法，受声源尺寸及指向性的影响，其在使用不同声源对同一阵列进行测试时，测试结果往往有较大误差，且该测试方法对环境要求较高．基于此，本文提出了一种基于多通道标准耦合腔声源的空间声源重构方法，可重构出任意位置、频率及强度的空间点声源，通过标准耦合腔输出至对应坐标的麦克风传感器，重构两个相干点声源可代替实际空间小尺度声源对麦克风阵列性能参数进行测量分析．本文选取工程中常用的30通道螺旋形麦克风阵列，分别进行数值模拟、标准耦合腔实验及实际小尺寸声源对比实验．在2～4 kHz频段内，多通道耦合腔标准相干声源对阵列的测试结果与数值模拟结果高度一致，表明该方法的有效性．实际小尺寸声源的对比实验结果表明：耦合腔标准声源重构法受测试环境影响程度更低，分析麦克风阵列性能时测量误差小、精度高．     

SegmentedHPGe平面型位置灵敏探测器阵列的γ成像分析

探测器位置分辨能力的高低是实现γ成像的一个重要指标．SegmentedHPGe平面型位置灵敏探测器能够很好地给出γ射线与探测器晶体相互作用的作用点位置信息．利用由这种探测器组成的探测器阵列对22Na标准源进行了γ成像实验．结果能够区分出标准源两个不同的摆放位置的细微差别,并与实际情况符合得很好．从而检验了SegmentedHPGe平面型位置灵敏探测器的位置分辨能力．     

GEANT3在北京谱仪的蒙特卡罗模拟中的应用

ＳＯＢＥＲ是根据北京谱仪的设计特点而编写的一个专用蒙特卡罗模拟程序，能较好地模拟北京谱仪的性能，但存在着不能模拟强子在簇射计数器中的行为以及难于适应探测器的变化等缺点．ＧＥＡＮＴ３是一个国际通用的探测器蒙特卡罗模拟程序，具有灵活的探测器几何描述功能，并能模拟各种粒子在探测器中的行为．以ＧＥＡＮＴ３为框架对ＳＯＢＥＲ进行改造，不但能弥补ＳＯＢＥＲ的不足，而且还便于国际间的交流．木文详细地讨论了对ＳＯＢＥＲ改进的方法并给出了用改进后的程序进行模拟的初步结果．     

基于光阻法的药液中异物信号分析及光路优化

对基于光阻法的药液中异物微粒检测的光电信号特征进行了分析,并分析和计算了颗粒大小、探测器有效光敏面积、光波长、光束宽度等对异物微粒产生的特征脉冲信号的影响.根据理论分析和计算结果,通过改进和优化光路设计,创新采用阵列透镜和阵列探测器方案,经过光学软件模拟和实验验证,有效增大了异物微粒的特征脉冲信号,从而提高了对异物微粒的检出率.     

LHAASO-WCDA探测器时间刻度的研究

在高能物理宇宙线观测中,探测器时间标定系统的精度至关重要.对于LHAASO实验WCDA探测器,时间测量的精度决定了测量原初宇宙线方向的灵敏度.为达到0.2 ns的时间精度,给出了一种基于物理簇射事例的时间刻度方法,并实现刻度探测器阵列的离线刻度软件.使用蒙特卡洛模拟数据对该方法进行检验,方法能够满足时间刻度的要求.     

高功率激光二极管线性阵列光束特性的研究

该文对激光二极管线性阵列的光束特性进行了研究．基于二阶矩定义，对激光二极管线性阵列光束的光束质量(M＾2因子)、束宽、远场发散角和内禀像散不变量等光束特征参数作了理论推导和分析．对激光二极管线性阵列光束的近场光强分布的理论模拟与实验结果相符．     

重建EAS膝区事例初能的一种新方法

重建原初宇宙线粒子的能量是基于地面宇宙线观测实验的关键工作．这一工作体现了高海拔和全覆盖两大突出的地面实验特点,利用广延大气簇射（EAS）和蒙特卡罗模拟程序,以及设置在高海拔的地面全覆盖探测器阵列,记录膝区宇宙线粒子质子和铁核成分产生的次级粒子信息,给出了对事例初能的重建方法．     

Elman神经网络在中子解谱中的应用

人工神经网络由于其优良的自我调节能力及学习能力,已经被广泛地应用在各领域的非线性分析中.在中国锦屏极深地下实验室(CJPL)中的低本底液闪中子探测器一直在记录着中子的本底数据,探测器输出的能谱实际上是核反冲能谱,与输入能谱可一一对应,并随着输入能谱的改变而发生改变;因此可以将探测器输出信号输入到训练过的神经网络中判断输入能谱.本论文采用的神经网络为Elman神经网络,训练神经网络采用的数据为Geant4模拟所得.将实验获取的核反冲能谱输入到训练过的神经网路进行反解,最后Elman网络反解出的Am-Be中子源能谱与真实谱误差在0.1%～11.8%,反解出的~(252)Cf中子源能谱与真实谱误差在0.1%～8.9%.     

复合晶体探测器中数字化波形甄别器的设计

为满足X射线辐射探测脉冲波形甄别器(PSD)实时性要求,提出了一种新型的数字PSD设计。应用快速模数转换(Flash-ADC)技术,在电路前端对电压脉冲采样将模拟信号数字化;用数字信号处理技术计算采到的波形与理想NaI和CsI波形模板相关系数的差,并以此特征量作为判别采到的信号是否为NaI信号的依据,经计算处理可实时给出甄别结果。用Geant4和Matlab模拟了光子从入射探测器到最后生成相关系数差的分布的整个过程。结果表明:新型数字PSD误判率小于0.5%,满足实时处理事例50ms-1计数率的要求。     

温度补偿电路的三次设计

本文介绍了研制新型红外跟踪探测装置中温度补偿电路的三次设计过程，提高了该装置在恶劣环境下性能的稳健性．     

基于ROOT的核孔膜生产可视化分析平台

利用核反应堆产生的裂变重离子碎片辐照固体薄膜,是生产核孔膜的主要方式之一。为优化反应堆核孔膜生产工艺参数,应用Geant4模拟计算了热中子辐照铀靶的出射裂变碎片数据,并基于ROOT搭建了核孔膜生产可视化分析平台。平台基于裂变碎片数据开展核孔膜生产过程模拟及分析,并将分析结果可视化展示。平台可分析计算膜厚度、孔隙率、连孔率等关键产品参数,从理论上指导准直角度、入射粒子密度等生产工艺参数。该平台可作为反应堆核孔膜生产中优化工艺参数的辅助工具。     

基于Geant4的联合模型神经网络法解析γ能谱

利用Geant4模拟软件及MATLAB计算软件,开展多人工神经网络模型定量分析低计数率核素的研究,分析了包含五个不同类型网络的BP神经网络模型对国控环境监测站NaI(Tl)探测器模拟能谱的识别能力。实验结果表明:多网络模型的使用有利于提高低计数核素的识别准确度,能够有效识别未知核素的存在与否。     

平面型CdZnTe探测器电荷收集效率对能谱测量的影响

采用蒙特卡洛程序Geant4构建平面型CdZnTe探测器, 模拟²⁴¹Am(59.5 keV)与¹³⁷Cs(662 keV)两种不同能量射线从阴极面垂直入射探测器. 通过在Geant4 中添加Hecht 方程来计算探测器不同位置处的电荷收集效率. 根据模拟输出的能谱, 结合能量沉积分布、电子-空穴对分布及其相互作用类型, 在考虑电荷收集效率的情况下, 研究了探测器能谱测量的变化.结果发现, 在考虑电荷收集效率后, 能谱向低能部分偏移, 偏移程度与最大电荷收集效率紧密相关.     

非接触或静电电位测量中探测仪器对电位影响的研究

本文从电容计算的半经验公式入手,研究了探测器对被测对象静电电位的影响,定性分析了决定该影响的若干因素,定量计算了欲使电位降低率小于5％和3％时,探测器和被测对象之间的距离应该满足的条件。     

船运铁精矿流态化模型试验的离散元数值模拟

采用离散元程序PFC3D对散装铁精矿在动力荷载作用下发生流态化的室内振动台模型试验进行数值模拟,从细观的角度研究铁精矿流态化的演化规律及内在机理。考虑流态化过程中的非饱和特性,利用微小颗粒模拟水团,通过设置黏结模型模拟矿粉颗粒间的基质吸力,实时观察流态化过程中铁精矿位移场、水颗粒迁移情况以及细观组构的变化和发展,并将数值模拟结果与室内模型试验进行对比分析。结果表明:铁精矿发生流态化的主要原因是水液面的上升;其细观机理为在动力荷载作用下,铁精矿细颗粒沿着粗颗粒孔隙向下运动和颗粒间水团汇集形成水膜后的向上迁移。