本文選題：中微子 + 振蕩　； 參考：《中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)》2016年博士論文

【摘要】：中微子振蕩是唯一目前觀測(cè)到超出粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型的現(xiàn)象,被認(rèn)為是發(fā)現(xiàn)新物理的關(guān)鍵與突破口。013是中微子振蕩理論的六個(gè)混合參數(shù)之一,其值大小決定了中微子物理今后的發(fā)展方向,同時(shí)對(duì)測(cè)量δ混合相位角和中微子質(zhì)量等級(jí)具有重要意義。大亞灣反應(yīng)堆中微子振蕩實(shí)驗(yàn)作為高精度、低本底、低能量閾的實(shí)驗(yàn),需要對(duì)各種本底進(jìn)行仔細(xì)的研究。宇宙線μ子在探測(cè)器中散裂產(chǎn)生中子以及放射性同位素,這些粒子形成了多種重要本底。首先,詳細(xì)反貝塔衰變(IBD)分析中常見(jiàn)的本底，重點(diǎn)分析了muon帶來(lái)的8He／9Li本底和快中子本底的事例率和能譜,用于013能譜分析。8He/9Li本底部分,按照反中微子探測(cè)器(AD)內(nèi)muon的沉積能量把AD muon分成6個(gè)分片,且要求其后有中子事例來(lái)對(duì)AD muon進(jìn)行抽樣,通過(guò)擬合快信號(hào)事例距離前一個(gè)AD muon的時(shí)間間隔分布,得到8He/9Li本底的下限,總誤差取50%。由于較少的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)量，，θ13能譜分析中使用9Li的理論能譜。快中子本底部分,通過(guò)[12,99]MeV區(qū)間內(nèi)的數(shù)據(jù)能譜與RPC標(biāo)記的muon和外水池反符合系統(tǒng)(OWS)標(biāo)記的muon產(chǎn)生的運(yùn)輸?shù)紸D內(nèi)的快中子的快信號(hào)能譜做對(duì)比,得到[0.7,12]MeV能區(qū)內(nèi)的快中子數(shù)目,總誤差取40%。對(duì)于快中子本底中用到的來(lái)自數(shù)據(jù)中的快中子快信號(hào)能譜,研究了內(nèi)水池μ子產(chǎn)生的快中子事例,分析了不同探測(cè)器系統(tǒng)時(shí)鐘漂移,引入第一擊中時(shí)間(first hit time)變量代替觸發(fā)時(shí)間(trigger time),并在程序中實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)鐘漂移的糾正和對(duì)first hit time的挑選,通過(guò)對(duì)本底的詳細(xì)分類(lèi)與研究,得到內(nèi)水池muon產(chǎn)生的運(yùn)輸?shù)紸D內(nèi)的快中子事例的快信號(hào)能譜分布,未來(lái)可用于反貝塔衰變(IBD)事例中快中子本底的估算。為了進(jìn)行muon物理研究,使用FLUKA軟件構(gòu)建了大亞灣三個(gè)實(shí)驗(yàn)大廳的幾何,用fortran編寫(xiě)muon產(chǎn)生子,深入研究FLUKA內(nèi)部的物理過(guò)程,保存模擬數(shù)據(jù)到ROOT數(shù)據(jù)文件,用作后續(xù)的中子和同位素產(chǎn)額分析和相關(guān)的效率值研究。作為muon物理的一項(xiàng)重要研究方向,我研究了muon的中子產(chǎn)額。大亞灣有三個(gè)實(shí)驗(yàn)廳,對(duì)應(yīng)了三個(gè)不同的能量點(diǎn),我們分別計(jì)算了它們的中子產(chǎn)額。運(yùn)用了兩種不同的挑選中子事例的策略,從AD muon之后和從WP muon之后挑選事例。每個(gè)muon之后分別挑選其信號(hào)窗口和本底窗口內(nèi)的事例,然后相減得到中子數(shù)目,然后利用產(chǎn)額公式計(jì)算產(chǎn)額。并通過(guò)模擬研究了相關(guān)的效率值和其誤差。最后,和世界上其他實(shí)驗(yàn)組的中子產(chǎn)額結(jié)果對(duì)比,做了power law擬合。最后,研究了液閃中muon的同位素產(chǎn)額,具體分析了12B、12N和9C在大亞灣實(shí)驗(yàn)中的產(chǎn)額。針對(duì)大亞灣muon事例率高,探測(cè)器小的客觀條件限制,嘗試的兩種方法為：1)按muon沉積能量把muon分為20-60-500-1500-2500-5000 MeV 5個(gè)分片,一、二號(hào)廳中,前3個(gè)slice內(nèi)的AD muon事例率仍然過(guò)大,導(dǎo)致擬合效果很差。2)按muon沉積能量把muon分為20-1500-2500-5000 MeV 3個(gè)分片,并對(duì)第一個(gè)分片中的AD muon進(jìn)行均勻抽樣,要求其前后100ms內(nèi),沒(méi)有其他20-1500MeV的AD muon。擬合效果良好,但需要進(jìn)一步細(xì)致的誤差研究。
[Abstract]:In this paper , we have studied the fast neutron number and the total error of 8 He / 9Li background and fast neutron energy spectrum . The results show that the fast neutron number and total error are 50 % . In order to get the fast neutron energy spectrum distribution in the middle and low background and low energy threshold , we can obtain the fast neutron energy spectrum distribution of 8 He / 9Li . According to muon ' s deposition energy , the muon can be divided into 20 - 60 - 500 - 1500 - 2500 - 5000 MeV 5 pieces , and the AD muon in the first 3 slices is still too large , which leads to bad fitting effect .

【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：O572.321;O571.5

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本文編號(hào)：1763086