【摘要】：人類(lèi)對(duì)宇宙探索的腳步從沒(méi)停留過(guò),宇宙線的起源作為當(dāng)今世界最有爭(zhēng)議的課題之一,仍然被人們討論著。研究膝區(qū)(1015eV-1016eV)宇宙線的成分、精確測(cè)量各單成分能譜,將可揭示膝區(qū)宇宙線的起源。 中國(guó)西藏拉薩當(dāng)雄縣羊八井鎮(zhèn),海拔4300米,對(duì)應(yīng)大氣的深度約為606g/cm2。原初能量處于“膝區(qū)”,宇宙線大氣簇射在此處發(fā)展到極大值處。因此具有較高的測(cè)量精度。Yangbajing Air shower Core detector (YAC)擁有先進(jìn)的數(shù)據(jù)分析方法,在羊八井宇宙觀測(cè)站內(nèi)同廣延大氣簇射陣列和地下繆子探測(cè)器陣列聯(lián)合運(yùn)行。因此能夠完整無(wú)缺的記錄下“膝區(qū)”宇宙線次級(jí)粒子所攜帶的信息,高精度地實(shí)現(xiàn)測(cè)量50TeV-10PeV的原初質(zhì)子和氦核的單一成分能譜的物理目標(biāo)。 本文著重討論了空氣簇射軸芯探測(cè)器的開(kāi)發(fā)。由于YAC-Ⅱ探測(cè)器屬于光纖閃爍體探測(cè)器,在軸芯探測(cè)器開(kāi)發(fā)的過(guò)程中首先介紹了光纖閃爍體探測(cè)器的工作原理。在這基礎(chǔ)上針對(duì)YAC-Ⅱ探測(cè)器的結(jié)構(gòu)和開(kāi)發(fā)過(guò)程進(jìn)行了介紹,考慮到西藏羊八井特殊的自然環(huán)境與氣候環(huán)境,本實(shí)驗(yàn)組采用了防漏光、防水、防腐蝕以及保溫性能好的設(shè)計(jì)方案,為了更加保險(xiǎn)起見(jiàn),又對(duì)YAC-Ⅱ探測(cè)器的保護(hù)罩進(jìn)行了優(yōu)化處理。關(guān)于探測(cè)器內(nèi)部各器件如何選擇才可以滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行了可行性分析,其中包括鉛板厚度的選擇,光纖閃爍體的選擇,光電倍增管以及后端電子學(xué)的選擇,磁屏蔽管的選擇,高壓線、信號(hào)線以及接頭的一些性能的測(cè)試等。在可行性分析結(jié)果的基礎(chǔ)上對(duì)各個(gè)組成部分的性能進(jìn)行了測(cè)試,測(cè)試結(jié)果表明YAC-Ⅱ探測(cè)器的性能可以滿(mǎn)足預(yù)期目標(biāo)。 為了檢測(cè)探測(cè)器中的光電倍增管的測(cè)量范圍是否可以滿(mǎn)足要求,本實(shí)驗(yàn)組利用了北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的直線加速器束流對(duì)探測(cè)器樣品進(jìn)行了嚴(yán)格的標(biāo)定,其中主要包括兩個(gè)不同型號(hào)的光電倍增管(R5325、R4125)的線性范圍和所用閃爍體的飽和效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明高增益光電倍增管R4125動(dòng)態(tài)范圍是1個(gè)電子到上千個(gè)電子；低增益光電倍增管R5125動(dòng)態(tài)范圍是幾百個(gè)電子到上百萬(wàn)個(gè)電子。這表明YAC-Ⅱ探測(cè)器可以很好的實(shí)現(xiàn)測(cè)量50TeV-10PeV的動(dòng)態(tài)范圍。 最后對(duì)YAC-Ⅰ探測(cè)器實(shí)驗(yàn)觀測(cè)到的各個(gè)物理參量進(jìn)行了分析,通過(guò)對(duì)各個(gè)物理量的分析選擇出了高能軸芯事例,實(shí)驗(yàn)中觀測(cè)到的物理參量反映了不同原初宇宙線核種的信息。這些結(jié)果對(duì)YAC-Ⅱ?qū)嶒?yàn)的數(shù)據(jù)分析和物理目標(biāo)實(shí)現(xiàn)打下了基礎(chǔ)。
[Abstract]:The origin of cosmic ray, as one of the most controversial topics in the world, is still being discussed. The origin of cosmic rays in the knee region (1015eV-1016eV) can be revealed by studying the composition of cosmic rays in the knee region and accurately measuring the energy spectra of each single component. Yangbajing Town, Dangxiong County, Lhasa, Tibet, China, 4300 meters above sea level, corresponding atmosphere depth of about 606g / cm ~ 2. The original energy is in the knee region, where cosmic ray atmospheric shower develops to a maximum. Yangbajing Air shower Core detector (YAC) has advanced data analysis methods and operates in conjunction with extensive atmospheric shower array and underground muse detector array at Yangbajing Space Observatory. Therefore, the information carried by the secondary particles in the "knee region" cosmic ray can be recorded intact, and the physical objective of measuring the single component energy spectrum of the primary proton and helium nucleus of 50TeV-10PeV can be achieved with high precision. The development of air shower shaft detector is discussed in this paper. Because the YAC- 鈪，

本文編號(hào)：2437961