BES主漂移室的宇宙线测试结果

简要描述了北京谱仪(BES)主漂移室的结构和宇宙线实验安排,给出利用宇宙线测试主漂移室性能的主要结果.单元内具有线性的漂移距离S-漂移时间T关系.室的单丝空间分辨率σ_x=210～240μm.相当室内40次dE/dx取样的能量分辨率为8.7%.主漂移室运行稳定.     

1m×1m漂移室特性在线测量

本文给出了用宇宙线在线测量漂移室性能的实验结果. 获得时间分辨率4.26ns, 空间分辨率132μm, 效率96%以上. 漂移室在线实验系统由五个1m×1m×0.09m可调电场漂移室, 闪烁计数器触发系统, 漂移室读出电子学系统, 以及TRS-80微型计算机四部分构成. 数据的实时采集, 分析处理等均由微型计算机在线或离线完成.     

北京谱仪主漂移室的径迹重建

本文阐述了北京谱仪主漂移室的径迹寻找和径迹拟合程序的原理及使用情况.从五百万北京谱仪J/ψ事例以及相应的J/ψ衰变道的蒙特卡罗数据分析结果,证明了程序的可靠性.     

针孔单光子发射计算机断层成像的空间分辨率研究

针孔单光子发射计算机断层(SPECT)成像的空间分辨率通常是根据Anger经验公式来进行估算,与实际测量存在较大偏差.本文通过对针孔成像的物理过程进行分析,提出了一个近似度更高的计算公式.利用精确的蒙特卡罗方法模拟针孔SPECT成像,采用OSEM(ordered subsets expectation maximization)算法对投影数据进行图像重建,并与模具实验进行比较,验证了理论公式的适用性.同时还讨论了体素尺寸、几何映射获取投影矩阵以及探测器尺寸与成像物体尺寸比值对断层图像空间分辨率的影响.实验结果显示,该理论公式所估算的空间分辨率比实验值平均偏小约10%,而Anger经验公式所估算的空间分辨率比实验值平均偏大约60%.因此,该理论公式能更好地估算针孔SPECT成像的空间分辨率,可为针孔SPECT系统的设计和使用提供有价值的参考.     

配有BGO晶体阵列的L3强子量能器性能的模拟测试

本文介绍子配有BGO(锗酸铋)晶体阵列的L3铀强子量能器性能的模拟测试.对L3强子量能器以及测试实验作了简要介绍,并给出了该量能器对4—20GeV能量范围的π介子的能量分辨率、e/π响应比、角分辨、能量分辨率随入射π介子方向的变化以及强子穿透率等实验结果.     

快中子照相模拟分析与实验验证

首次系统地推导出快中子照相像素值形成解析式, 建立图像反差不等式, 并利用该不等式首次对图像对比度与源强、照射时间和散射之间的关系进行说明. 并在像素值解析式基础上编制快中子照相模拟程序, 利用该程序对空间分辨率和图像对比度进行模拟, 并与实验对照, 研究结果表明空间分辨率模拟效果好于实验, 图像对比度模拟效果与实验相当. 最后通过对狭缝、方孔以及多材质组成的复杂样品模拟并与实验对照, 结果显示模拟效果与实验照片在反差灵敏度效果上非常一致, 该模拟计算方法可为实验设计和工程应用提供参考.     

北京谱仪大型精密圆柱漂移室dE/dx粒子识别的研究

本文简要描述了北京谱仪主漂移室的dE/ds粒子识别方法,给出在物理实验应用中dE/dx性能测量的主要结果.经过系统效应的软件修正和绝对的能量刻度后,对最小电离粒子(0.4—0.5GeV/c的π)大于30次dE/dx取样的能量分辨率为7.5%.大于3σK/π分离的动量p≤0.65GeV/c.大于3σe/π分离的相应动量范围为0.2≤p≤4GeV/c.     

一种提高分布式光纤测温系统空间分辨率的线性修正算法

由于分布式光纤喇曼测温系统带宽不足,导致系统的空间分辨率低;当光纤的感温区域长度接近空间分辨率的时候,系统温度响应幅值不够,导致测温不准.为解决此问题,本文提出了一种线性修正算法;在分析温度与喇曼比值关系及系统的频率响应特性的基础上,建立了该算法的数学模型,搭建了基于单模光纤的10km分布式测温系统,并利用该算法进行了相关测温实验.实验结果与理论分析一致,该算法能有效修正3～6m光纤的温度响应幅值,使系统测温准确度达1℃,测量时间为40s.本算法在不增加效系统成本的同时,克服了系统带宽不足,优化了空间分辨率、温度分辨率及测量时间.     

一种提高分布式光纤测温系统空间分辨率的线性修正算法

由于分布式光纤喇曼测温系统带宽不足,导致系统的空间分辨率低;当光纤的感温区域长度接近空间分辨率的时候,系统温度响应幅值不够,导致测温不准.为解决此问题,本文提出了一种线性修正算法;在分析温度与喇曼比值关系及系统的频率响应特性的基础上,建立了该算法的数学模型,搭建了基于单模光纤的10 km分布式测温系统,并利用该算法进行了相关测温实验.实验结果与理论分析一致,该算法能有效修正3~6 m光纤的温度响应幅值,使系统测温准确度达1℃,测量时间为40 s.本算法在不增加效系统成本的同时,克服了系统带宽不足,优化了空间分辨率、温度分辨率及测量时间.     

便携式核磁共振谱仪的研究进展

与超导核磁共振谱仪相比,便携式核磁共振谱仪虽然在灵敏度和分辨率方面存在不足,但是其在快速现场检测方面具有明显的优势和广阔的应用前景.近年来,新技术和新方法的出现有效提高了便携式NMR谱仪的分析能力,使得它更具实用性.该文介绍了便携式NMR谱仪在核心软硬件、高分辨实验方法和实际应用等方面的最新进展,并对以后的发展方向进行了展望.     

基于FPGA的数字反符合γ谱仪系统设计

本文设计了基于FPGA的数字反符合γ谱仪系统来降低天然本底和康普顿散射对低活度放射性测量的影响。该系统选用Φ145 mm×95 mm×80 mm的NaI （Tl）环形探测器与Φ75 mm×75 mm的NaI （Tl）主探测器构成反符合探测器,采用FPGA和高速ADC同步采样主探测器脉冲信号和反符合环形探测器输出信号。在FPGA中实现了核脉冲信号采集、缓存、反符合甄别、梯形成形等相关算法。在天然本底测量实验中,数字反符合γ谱仪系统的计数率为191.80 cps,本底抑制系数为2.69;对137Cs放射源的测量实验表明,在反符合探测器端面中心处,反符合测量峰总比为0.41,能量分辨率为6.99%;在反符合探测器侧面中间部位,反符合测量峰总比为0.30,能量分辨率为7.48%。实验结果表明,基于FPGA的数字反符合γ谱仪系统明显降低了天然环境本底和康普顿散射对测量的影响,适用于低活度放射性测量、现场就地放射性测量。     

BES-Ⅲ主漂移室输出信号的模拟

小单元漂移室具有漂移电子扩散小、空间分辨好等特点,因而在北京谱仪的升级改造中被采用.利用漂移室模拟程序GARFIELD7等进行了BES-Ⅲ主漂移室对带电粒子响应的Monte Carlo模拟.据此得到主漂移室输出信号的特点,为其读出电子学系统的设计提供了较为准确的理论依据.     

TGC测器的γ灵敏度测量

欧洲核子中心的大型强子对撞机探测器预计工作在 1 0 34 /(cm2·s)亮度 ,这将导致实验大厅的本底非常严重 .薄气隙室将作为 ATLAS实验中的前端 μ子触发器 .按照模拟计算 ,实验大厅薄气隙室周围的主要本底是中子和光子 .报告了薄气隙室探测器的 γ灵敏度的实验测量 .使用 γ能量从20ke V到1.8Me V的放射性 γ源 .目前测量的灵敏度小于 1 % ,与用 EGS4模拟计算结果相吻合. The Large Hadron Collider (LHC) at the European Laboratory for Particle Physics (CERN) is expected to operate at the luminosity of 10 34 /(cm 2 ·s), and the resulting background condition in the experimental hall would be quit severe. Thin Gap Chamber (TGC) will be used for forward muon triggering in the ATLAS experiment. According to a simulation, the main source of the background around TGC in the experimental hall is neutrons and photons. The sensitivity measurement for TGC...     

掠入射一维空间分辨光栅谱仪的特性及应用

描述了可在ＸＵＶ光谱区获得消像散光谱的掠入射一维空间分辨光栅光谱仪的原理，特别是作为光谱仪前置集及及像散补偿的掠入射反射光学系统的特性，并给出了成像光谱仪的空间分辨能力的实测方法和测量结果，实验值与用光线追踪模拟的结果相符，语言中还简述了该一维空间分辨光栅谱仪在激光等离子体诊断和Ｘ射线激光研究中的具体应用。     

利用单色谱仪研究炸药粉快速反应产物发射谱

利用作者研制的快速反应（爆轰）光谱探测技术研究了五种常用猛炸药快速反应最终产物光谱。研究表明，随着炸药负氧平衡值的影响，最终产物Ｈ２Ｏ的含量也增加，同样随着炸药中碳含量的增加ＣＯ２量增加，固体Ｃ２也明显增多，它能为爆轰产物合成金刚石选用主炸药提供有参考价值的数据，实验值与ＢＫＷ方程计算进行了比较，其趋势是一致的，为微观研究炸药粉快速反应提供了一个较简便而行之有效的方法。     

数字散斑强度相关计量的特性研究

从理论与实验两方面探讨了在相干光与非相干光照明条件下,数字散斑强度相关计量的动态范围,空间分辨率及信号分辨率,提出了扩大相关计量动态范围的方法及提高相关计量系统空间与信号分辨率的途径,并进行了实验验证.     

高反射效率高定向性的热解石墨晶体X射线谱仪

基于高定向热解石墨晶体(highly oriented pyrolitic graphite,HOPG)研制了一种新型反射式X射线谱仪.该谱仪具有高反射效率、较高能谱分辨率及相对较宽的能谱测量范围.根据计算,在相同的入射条件下,该谱仪的效率比一般X射线弯晶谱仪高3个量级;谱仪能谱分辨率理论值最高达350;理论探测范围是6.891keV至9.193 keV.我们将该谱仪应用在高功率密度激光与固体靶相互作用的实验中,发现在普通弯晶谱仪无法采到信号的实验条件下,HOPG谱仪依然采集到清晰的Cu K谱线.分析发现在8.048 keV(Cu的Kα光子能量)附近的能谱分辨能力最高达到40 eV,分辨率大于200.     

分焦面偏振探测系统的卷积插值方法

为了减小空间分辨率下降以及传统插值方法无法较好地适应单元不匹配等因素对分焦面偏振探测系统的影响,提出了一种基于卷积插值的偏振信息解算方法.用标记、插值方法来提取偏振图像,从而计算偏振信息.然后,通过最小二乘法校正分焦面偏振探测系统,校正后其偏振度误差小于2.5%,偏振角误差小于0.25°.最后,利用所提插值方法对不同的探测器与偏振光栅阵列组合实际成像.实验结果表明,该方法能够有效降低空间分辨率下降的影响,适应模块化的分焦面偏振探测系统.     

基于局部约束群稀疏的红外图像超分辨率重建

针对红外图像分辨率低、视觉质量差等问题,提出基于局部约束群稀疏模型的红外图像超分辨率重建方法.考虑到红外图像的纹理自相似性和原子系数的群结构稀疏性,首先建立了基于局部约束的群稀疏表示模型.然后,在假定低分辨率图像空间和高分辨率图像空间具有相似流形的前提下,联合局部约束群稀疏表示模型和K-SVD(K奇异值分解)方法,训练得到高低分辨率图像对应的群结构字典对.最后,通过高分辨字典和对应的红外图像群稀疏表示系数重建得到高分辨率的红外图像.实验结果表明,本文方法具有更好的超分辨率效果,无论是在客观评价指标还是主观视觉效果方面都有明显的提高.     

用于诊断激光等离子体X射线的双通道椭圆弯晶谱仪

利用从一个焦点发出的光线经过椭圆面反射后汇聚于另一个焦点及布拉格衍射的特点,研制了双通道椭圆弯晶谱仪(以下简称"弯晶谱仪").采用独特的双通道结构能够对高温等离子体所发出的X射线同时进行空间和时间分辨测量,测量的波长范围为0.2～2 nm,布拉格角的覆盖范围是30°～67.5°.阐述了弯晶谱仪的基本结构.重点介绍了对LiF分光晶体进行的X射线衍射实验及在"星光Ⅱ" 激光装置上进行的激光打靶实验.得到了钛等离子体X射线的发射谱图像,经过分析,发现弯晶谱仪的空间分辨率能够达到0.0011 nm.最后,提出对弯晶分析器的特性、制作工艺及检测方法还必须进行进一步的深入研究.