本文關(guān)鍵詞：用于暗物質(zhì)探測(cè)的閃爍體相關(guān)問(wèn)題研究　出處：《南華大學(xué)》2014年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：WIMPs作為暗物質(zhì)最佳的候選粒子，對(duì)宇宙學(xué)、天文學(xué)和粒子物理學(xué)來(lái)說(shuō)，探測(cè)和研究WIMPs意義重大。但是WIMP與普通物質(zhì)相互作用概率極低，因此核心探測(cè)器材料的選擇是增強(qiáng)排除本底能力，提高信號(hào)分辨率的關(guān)鍵�，F(xiàn)在直接探測(cè)WIMP粒子的探測(cè)器材料包括Xenon、CsI（Tl）晶體、NaI(Tl)晶體和半導(dǎo)體探測(cè)器等。為了選擇最佳的暗物質(zhì)核心探測(cè)器材料，本工作對(duì)CsI(Na)晶體和BaF2晶體的性能做了對(duì)比分析研究。 本文在CsI(Na)晶體的研究基礎(chǔ)上，對(duì)BaF2晶體波形鑒別反沖核信號(hào)與電子信號(hào)性能開(kāi)展了實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明-40℃情況下BaF2晶體的發(fā)光最強(qiáng)。相對(duì)于常溫，，核反沖發(fā)光提高76%，電子反沖提高62%。在此溫度下，分別使用積分法和平均時(shí)間法給出了在60%的探測(cè)效率下的電子反沖信號(hào)的排除效率分別為96.5±3.0%和99.6±0.7%。因此BaF2的粒子鑒別能力不如CsI(Na)。 為了使用Geant4模擬獲取最接近真實(shí)的核反沖信號(hào)和電子反沖信號(hào)波形，調(diào)研CsI(Na)晶體的各項(xiàng)光學(xué)參數(shù)。通過(guò)設(shè)置這些參數(shù)，使模擬產(chǎn)生的信號(hào)波形與實(shí)驗(yàn)測(cè)量信號(hào)波形相吻合。為實(shí)現(xiàn)模擬獲得暗物質(zhì)探測(cè)器的粒子分辨性能奠定了基礎(chǔ)。 本文基于Geant4模擬對(duì)暗物質(zhì)中心探測(cè)器自身以及屏蔽材料中的天然放射性核素238U、232Th和40K進(jìn)行了本底研究。本文的研究結(jié)果對(duì)探測(cè)器設(shè)計(jì)優(yōu)化和暗物質(zhì)探測(cè)器的性能評(píng)價(jià)提供了參考。
[Abstract]:As the best candidate particle for dark matter, WIMPs is of great significance for cosmology, astronomy and particle physics, but the probability of interaction between WIMP and ordinary matter is very low. Therefore, the selection of core detector materials is the key to enhance the ability to exclude background and improve the signal resolution. Now the detector materials for direct detection of WIMP particles include Xenon WIMP crystal. In order to select the best material of dark matter core detector, the performances of BaF2 crystal and CSI Nai crystal are compared and analyzed. In this paper, based on the study of CSI _ (Na) crystal, the properties of BaF2 crystal waveform for distinguishing recoil nuclear signal and electronic signal are studied experimentally. The experimental results show that the luminescence of BaF2 crystal is strongest at -40 鈩

本文編號(hào)：1393030