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b . Mitrica d . Stanca m . Petcu i m . Brancus r . Margineanu a . Apostu c . Gomoiu a . Saftoiu g·托马·h·反叛,a . Haungs o .硅镁层a . Gherghel-Lascu Niculescu-Oglinzanu, ”μ介子的移动探测器测量基于两种不同的技术”,高能物理的发展, 卷。2013年, 文章的ID256230年, 7 页面, 2013年。 https://doi.org/10.1155/2013/256230
μ介子的移动探测器测量基于两种不同的技术
文摘
精确测量的μ介子通量是重要的对于不同的实际应用,在环境研究和地下的水当量深度估计的网站。移动探测器宇宙μ介子通量测量IFIN-HH已经成立,罗马尼亚。设备是用来测量μ介子通量在地表和地下不同位置上。第一次配置,不习惯在现在,已经由两个1米2闪烁体板块,每个被波长换档器,由两个光电倍增管(pmt)宣读。最近的一个配置,包括两个1米2检测层,每一个包括四个1·0、25米2闪烁体大盘子。收集的光输出在每个板块12光纤,然后读出PMT。比较结果与配置。
1。介绍
宇宙射线μ介子通量的知识是很重要的,在许多应用程序中,从低背景水当量深度的测量和评估不同的地下位置的描述背景附近的大型探测器的中微子物理,像超级神冈探测器或未来的拉古纳项目1),也为许多环境实验像太阳活动特征或天气和气候变化监测2]。
同时,它已经成功被用作子断层扫描技术在寻找隐藏的房间在金字塔3)或火山学(4]。它有一长串可能的应用程序,就像未知洞穴的检测,提高矿业发掘的安全程序,在石油行业作为一个简单的方法来寻找石油袋或在海关检查站,扫描过往的车辆。
移动探测器测量的μ介子通量在使用IFIN-HH布加勒斯特(5]。放置在一辆货车的流动性,它把两个覆盖活跃层之间的巧合事件解释为μ介子。新配置的活性层,使用光纤读出的塑料闪烁体,是实现和测试,和它的表现是与前一个相比,光波导用于收集。使用这个新的开发配置,观察μ介子通量的定向测量的可能性。
2。该装置
μ介子移动检测器的检测原理是确定两个覆盖之间的穿越μ介子巧合事件1 m2活性层的闪烁体材料。用于当前探测器,活跃层提出的两个不同的概念图1。这个设备的一个重要属性是它的移动,所构思的设备测量μ介子通量在不同的位置在地面或地下。
(一)
(b)
前的配置移动探测器,使用了两个检测模块,每个模块作为一个闪烁体板(NE114类型)的0.9025米2和3厘米厚。分为四个部分(米2)[6,7),它是通过波长移器读出(NE174A类型)由两个光电倍增管(EMI 9902类型),我们可以看到在图1(一)。
目前的配置包括两个检测模块,每个4塑料闪烁体组成的表(聚苯乙烯80%,甲基丙烯酸甲酯20%)厘米3。每个表由13纵条交叉,其中12个装满一个光纤(图1 (b))。每个表的光信号读出PMT。模块相互排列上的(在30厘米的距离)。八个光电倍增管的信号或者艾德4 * 4(1 + 2 + 3 + 4)和(5 + 6 + 7 + 8),然后以使用50门ns巧合,所以没有由于探测器的死时间校正是必要的。一个计数器模块寄存器巧合事件(见图2)。
校准已经通过比较实测光谱能量沉积的最小电离粒子GEANT模拟响应。测量和模拟光谱的比较,两种配置,如图3。之间的差异最可能的能量沉积两个配置来自不同厚度的板(3厘米和1厘米)。
(一)
(b)
第一配置,最可能的能量沉积在6.3兆电子伏,信号阈值设置为2.1伏(5]。新的配置,最可能的能量存款2.4兆电子伏,1.8兆电子伏的阈值设置一个信号。
考虑到并不是所有的μ介子与第一层交互管理通过第二个,由于散射失去之间,探测器的接受也进行调查,使用GEANT4代码(参见图4)。地面的μ介子表面通量估计使用CORSIKA代码(8),使用质子和氦的初级宇宙射线光谱,获得从AMS结果由一架航天飞机9]。
一个校正因子必须应用于观察到的μ介子率在地面上。中心之间的距离的两个活动层探测器是30厘米。8厘米的距离,如果两个活动层重叠,获得一个校正因子是获得。没有校正因子由于探测器表面的几何形状是必需的。修正后的μ介子通量是由 在哪里探测器的计数率和吗是真正的通量。
3所示。测量数据和结果
使用的移动探测器,测量宇宙μ介子的通量进行了配置的表面活性层在不同的位置不同的海拔。结果,表中给出1比较与先前报道,在5),显示在图5。
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每个数据集的采集时间1 h,所有运行进行一天大约在同一时间(中午),以减少最终太阳活动和大气条件的影响。
测量宇宙的μ介子通量也执行了地下乌尔济切尼,我从Slanic Prahova(208−从表面深度),低辐射水平IFIN-HH实验室在哪里设置,使用这两种配置。检测模块被从汽车和乘电梯到观察水平。
反应是相似的,0.18±0.01 m−2年代−1第一配置和0.19±0.002米−2年代−1第二个。收购第一组测量的时间是1小时,为第二个10个小时。
水当量深度的估计μ介子通量数据是由公式 与米−2年代−1作为一个整体归一化常数,兆瓦代表高能μ介子的有效衰减长度作为一个自由参数(9]。μ介子通量的变化与水当量深度,仍然是一个悬而未决的问题,我们的一个探测器的目标。蒙特卡罗模拟得到的公式已经使用音乐代码(10]。
的值兆瓦获得使用流量测量与第一配置;从第二个正在计算兆瓦。我们可以看到μ介子的演变通量兆瓦深度的函数(见图6)。全世界的数据与他人比较(见表2)。
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为了检查是否有任何优惠μ介子的到达方向,符合测量已经完成了闪烁体表之间的地下探测器的设置。测量已经完成了乌尔济切尼,我从Slanic Prahova盐矿石,接近我的墙(见图7)。“乌尔济切尼,”我的特点是温度:12.0 - -13.0°C,湿度:65 - 70%,开挖量:米3建筑面积:米2,平均高:52-57 m,气溶胶< 10毫米:2108 / m3墙壁之间的距离:32-36 m,现有的基础设施:电力、公路、铁路、电梯,手机,互联网,和GSM网络(也在画廊)。更多细节关于放射性背景提出了我在11]。
闪烁探测器的表的顺序图所示8。这项研究的结果发表在表3。系统定位的洞穴,所以表1和5放在我的墙壁和表4和8向洞穴的空间。
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我们可以观察到3 + 4和5之间的符合率+ 6是3倍的符合率1 + 2和7 + 8,说明这一事实的μ介子到达探测器从洞穴的方向比那些来自许多方向的墙。这是一个重要的观察,因为这样我们可以确定密度的变化在不同的材料或陆地地壳,与许多实际应用,如油田的发现,金字塔隐藏的房间,或者在海关检查站在搜索走私产品。
4所示。结论
多才多艺的探测器宇宙μ介子IFIN-HH通量测量和研究成立,布加勒斯特。它可以用在许多应用程序的信息流量大气μ介子是感兴趣的。其中之一是本文中演示的决心水当量深度乌尔济切尼,我Slanic [9),可以用来测量水当量深度在任何网站上以检查可能安装一个大型地下实验像拉古纳,迈诺斯(12),等等。结果表明,移动探测器可以用来测量定向变异的μ介子通量为了研究强子相互作用模型或子多样性。
在这部作品中,收集光信号通过光纤pmt的技术进行了研究。证明了其可靠性好的协议与此配置结果,另一个,在那里闪烁体的光传输板PMT通过导光管,在宇宙μ介子通量的测定地下位置(乌尔济切尼,我来自Slanic Prahova)和μ介子通量的变化高度。这种类型的阅读技术结合的流动探测器可以很容易在各种应用程序中,如考古和火山学,或扫描仪用于海关监管。
承认
罗马尼亚作者要感谢罗马尼亚当局的支持的科研项目Parteneriate 194/2012-CORONA和PN 09年37 01 05。
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