暗物质寻找实验中CsI(Tl)晶体反符合探测器实验研究

一个正在建设的位于韩国Y2L地下实验室的低能暗物质探测实验中, 采用了CsI(Tl)晶体反符合探测器作为主动屏蔽体. 本工作对CsI(Tl)晶体反符合探测器的实验性能进行了研究. 通过FADC系统记录的脉冲波形数据, 研究了探测器的能量分辨率和波形甄别的能力; 研究相同能量γ射线入射到反符合探测器不同位置的相对光输出将有助于选择探测器的工作参数; 为了解晶体自身放射性对暗物质测量的影响, 利用低本底HPGe探测器对CsI(Tl)晶体内部的放射性进行了测量, 得到晶体内部Cs同位素的放射性活度. 探测器系统进行了约18d的试运行取数. 实验数据表明, CsI(Tl)晶体探测器的反符合效率约为31% HPGe探测器的本底计数率水平约为133cpd. 为了进行暗物质探测研究, 需要采取有效的方法进一步降低探测器的本底水平.     

暗物质寻找实验中CsI（T1）晶体反符合探测器实验研究

一个正在建设的位于韩国Y2L地下实验室的低能暗物质探测实验中,采用了CsI（T1）晶体反符合探测器作为主动屏蔽体.本工作对CsI（T1）晶体反符合探测器的实验性能进行了研究.通过FADC系统记录的脉冲波形数据,研究了探测器的能量分辨率和波形甄别的能力;研究相同能量γ射线入射到反符合探测器不同位置的相对光输出将有助于选择探测器的工作参数;为了解晶体自身放射性对暗物质测量的影响,利用低本底HPGe探测器对CsI（T1）晶体内部的放射性进行了测量,得到晶体内部Cs同位素的放射性活度.探测器系统进行了约18d的试运行取数.实验数据表明,CsI（T1）晶体探测器的反符合效率约为31%,HPGe探测器的本底计数率水平约为133cpd.为了进行暗物质探测研究,需要采取有效的方法进一步降低探测器的本底水平.     

低能量阈HPGe探测器测量WIMPs

建立了一套用于暗物质WIMPs粒子直接探测研究的低本底、低能量阈高纯锗探测器,探测器质量为5g,能量阈可以达到100eV.基于标准模型的最小超对称性扩展理论(MSSM),讨论了该探测器可能研究的超对称参数空间.研究结果表明,在WIMPs较小质量区域,这一实验可能给出WIMPs与锗核相互作用截面的最低上限     

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。     

基于平面孔靶对本底X光及激光挂边的研究

在神光-Ⅲ和神光-Ⅲ原型装置上基于平面孔靶研究了激光挂边及本底X光发射情况。能量卡计直接测量激光挂边份额;X光针孔相机给出本底X光发射的空间图像;平响应X光探测器测量本底X光的强度。实验结果表明:在神光-Ⅲ原型上800 m注入孔时,针孔图像中本底X光计数与黑腔漏失辐射流计数的比值约为1.2%;在神光-Ⅲ上1000 m注入孔时,平响应X光探测器测得的本底X光干扰的峰值约为2.7%,能量卡计测得的激光挂边份额约为2.6%。此外,根据神光-Ⅲ的实验参数模拟计算了激光挂边份额和本底X光的干扰。与实验结果的对比说明了该模型的正确性,可以用该模型评估激光挂边及本底X光发射情况,同时可以用该模型指导注入孔尺寸的选择。     

CsI(Tl)晶体中反冲Cs和I核Quenching?Factor的测量

许多实验对用CsI(Tl)闪烁晶体作为探测器来寻找和探测暗物质的可行性进行了研究.本工作利用8MeV单能中子轰击CsI(Tl)晶体探测器来研究Cs核和I核的QuenchingFactor.在数据处理中,运用脉冲形状甄别(PSD)方法来分辨反冲核信号和本底信号.实验结果表明,在7keV到132keV的能区中,Quench ingFactor随着反冲核能量的减少而增加.在探测暗物质的实验中,这一性质对于CsI(Tl)晶体探测器获得较低的能量阈值是很有利的.     

天然核素Ta和In的快中子俘获截面测量

本工作测量了Ta和In在0.34—1.68MeV能区的中子俘获截面.实验中使用大液体闪烁探测器测量瞬发俘获γ辐射,用长中子计数器监测中子能量.为了降低测量中的本底采用了快符合电路和飞行时间技术.截面测量为相对测量,以金的俘获截面作为标准.最后对结果进行了比较和讨论.     

一种聚焦型X射线探测器在轨性能标定方法

X射线探测器是X射线天文观测及脉冲星导航的核心器件,受发射振动、高能粒子辐射损伤及元器件老化等影响,X射线探测器空间观测性能会逐渐变化,X射线探测器在轨标定有利于观测天体X射线辐射信息的准确获取及精确建模.研究利用了脉冲星辐射能谱标定X射线探测器性能的方法,能较好地消除探测器本底及空间环境噪声的影响,通过处理脉冲星导航试验卫星(XPNAV-1卫星)的Crab脉冲星观测数据,评估了我国首款聚焦型X射线探测器的在轨性能.计算结果表明,XPNAV-1卫星上聚焦型X射线探测器的有效面积在0.6-1.9 keV能段内优于2 cm~2,其中在0.7 keV能量处取得最大值3.06 cm~2,探测效率约10%;有效面积随着探测能量增大而减小,在2—3.5 keV能段内有效面积约为1 cm~2,而大于5 keV能段的有效面积约为0.1 cm~2,且此能段估计精度明显受光子统计误差影响.同时研究了考虑能量响应矩阵的探测器有效面积标定新方法,利用地面性能测试中五个特征能谱处的能量分辨率重构其能量响应矩阵,重新标定了聚焦型X射线探测器有效面积,发现该能量响应矩阵对结果影响较小.最后建议观测某些超新星遗迹监测能量分辨率及能量线性等指标的变化.     

TMSR白光中子源本底屏蔽设计

为了满足钍基熔盐堆对核数据的需求，中国科学院上海应用物理研究所自行设计并建造了紧凑型的15 MeV电子加速器驱动的白光中子源。电子直线加速器、中子产生靶以及探测器系统处于同一个实验大厅，中子/伽马射线本底较高，原有屏蔽并不能满足在低能区进行热中子物理实验测量的低中子本底需求。为了降低热中子本底，提高在热区的测量能力，需要对中子源进行局部屏蔽。根据调试运行经验以及模拟计算结果，分析了中子伽马射线本底的来源，利用MCNP5模拟计算了混凝土、铅、含硼聚乙烯对中子/伽马射线的屏蔽效果，优化设计了局部屏蔽方案。模拟计算结果显示，该屏蔽方案可将热中子本底降低三个量级，伽马本底降低两个量级。屏蔽后的实验测量结果表明，探测器处的有效热中子与本底热中子的比值达到约100:1，屏蔽效果显著，为后续在热中子能区顺利开展中子物理测量实验奠定了基础。     

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...     

具有复杂背景的全息干涉图的自动处理

本文对全息焊点检测的原理作了简要的介绍,针对检测中遇到的具有复杂背景的干涉图,提出了计算机自动处理与判别方法;完成了图像的背景抑制、噪声去除、平滑、细化及条纹的自动识别,获得了较好的结果.     

北京谱仪BES辐射本底水平的测定

北京谱仪BES辐射本底水平是由大厅内的辐射水平决定的.降低厅内的辐射水平是减少BES的辐射本底和提高BES探测效率和“信噪比”的重要途径.文中着重研究了谱仪厅内辐射本底的强度,来源及特点,并探讨了减少辐射的方法.     

一种基于石墨化炭黑过滤吸附处理荧光抑制和改进系统聚类分析的轻质燃油种类拉曼光谱快速识别方法

提出了一种石墨化炭黑过滤吸附前处理抑制轻质燃油拉曼光谱荧光背景干扰的方法和一种改进的系统聚类分析算法,实现了39个样品的种类快速识别,即能自动将样品识别为0#车用柴油、0#普通柴油、97#车用汽油、93#车用汽油、90#车用汽油和3#喷气燃料等6种类型。过滤吸附处理方法是用定制的50 mg石墨化炭黑过滤吸附0.75 mL油样,然后对其进行拉曼光谱数据采集。试验结果证明：石墨化炭黑过滤吸附处理对无荧光背景干扰的3#喷气燃料和车用汽油样品拉曼光谱特征无明显影响,且能够有效抑制车用汽油和车用柴油样品的拉曼弱荧光背景干扰,以及车用汽油和普通柴油的强荧光背景干扰。改进的有监督系统聚类分析算法将普鲁克距离作为系统聚类分析中样本间相似度的评价方法;并将经典的系统聚类分析视为标准校正样品集的“建模”过程,通过计算未知样品与各类属中心向量之间的普鲁克距离,依据距离最小原则判断未知样品的类属。通过对39个具有不同拉曼荧光背景干扰特征油样的石墨化炭黑前处理和“留一法”交互验证分类识别,分析结果证明：石墨化炭黑过滤吸附前处理抑制拉曼光谱荧光背景的方法能够有效提取轻质燃油的拉曼光谱特征并应用于定性种类识别。     

A combined approach of Kullback–Leibler divergence and background subtraction for moving object detection in thermal video

In this work, a robust method for moving object detection in thermal video frames has been proposed by including Kullback–Leibler divergence (KLD) based threshold and background subtraction (BGS) technique. A trimmed-mean based background model has been developed that is capable enough to reduce noise or dynamic component of the background. This work assumed that each pixel has normally distributed. The KLD has computed between background pixel and a current pixel with the help of Gaussian mixture model. The proposed threshold is useful enough to classify the state of each pixel. The post-processing step uses morphological tool for edge linking, and then the flood-fill algorithm has applied for hole-filling, and finally the silhouette of targeted object has generated. The proposed methods run faster and have validated over various real-time based problematic thermal video sequences. In the experimental results, the average value of F₁-score, area under the curve, the percentage of correct classification, Matthew’s correlation coefficient show higher values whereas total error and percentage of the wrong classification show minimum values. Moreover, the proposed-1 method achieved higher accuracy and execution speed with minimum false alarm rate that has been compared with proposed-2 as well as considered peer methods in the real-time thermal video.     

基于声舒适度的地下餐饮空间声级阈研究

为了确定地下餐饮空间内使用者主观声舒适度可接受时的声压级阈值范围,本文选取典型的封闭式地下餐饮空间作为研究对象,采用实地问卷与实测相结合的方法进行调研。结果表明:地下餐饮空间内整体环境舒适度主观评价偏低,声舒适度评价与整体环境舒适度评价具有强相关性,因此声环境是影响地下餐饮空间内整体环境舒适度的因素。在影响主观声舒适度评价的客观指标中,混响时间可不作为主要影响因素考虑;而背景噪声声压级是影响地下餐饮空间内声舒适度主观评价的重要指标。使用者声舒适度为可接受时,地下餐饮空间内背景噪声声压级阈值为70-75 dB(A)。     

Search for invisibly decaying Higgs boson at Large Hadron Collider

In several scenarios of Beyond Standard Model physics, the invisible decay mode of the Higgs boson is an interesting possibility. The search strategy for an invisible Higgs boson at the Large Hadron Collider (LHC), using weak boson fusion process, has been studied in detail, by taking into account all possible backgrounds. Realistic simulations have been used in the context of CMS experiment to devise a set of event selection criteria which eventually enhances the signal contribution compared to the background processes in characteristic distributions. In cut-based analysis, multi-jet background is found to overwhelm the signal in the finally selected sample. With an integrated luminosity of 10 fb⁻¹, an upper limit of 36% on the branching ratio can be obtained for Higgs boson with a mass of 120 GeV/c² for LHC energy of 14 TeV. Since the analysis essentially depends on the background estimation, detailed studies have been done to determine the background rates from real data.     

Temperature and emissivity determination of small-size long-range object’s using staring Thermovision Cameras

The possibilities and limitations of remote temperature and emissivity coefficient determination of small-size distant objects in the condition of spatially distributed background illumination using measurements of the electronic signals of infrared images formed by Thermovision Cameras with staring FPA’s have been studied. It is shown that the expression for the total video signal amplitude measured from a “point” image of the object in the presence of a background consists of several components, of which the decisive role is played by the signals from the object and the illuminating background. The conditions and constraints providing an analytical solution of obtained four equations have been defined and the expressions for determination of the absolute thermodynamic temperature and emissivity coefficient of a small-size object surface have been obtained.     

Evidence for B+-->J/psip(-)Lambda; and search for B0-->J/psip(-)p

We have performed a search for the decays B+-->J/psip(-)Lambda; and search for B0-->J/psip(-)p. in a data set of (88.9+/-1.0) x 10(6) Upsilon(4S) decays collected by the BABAR experiment at the PEP-II e(+)e(-) storage ring at the Stanford Linear Accelerator Center. Four charged B candidates have been observed with an expected background of 0.21+/-0.14 events. The corresponding branching fraction is (12(+9)(-6)) x 10(-6), where statistical and systematic uncertainties have been combined. The result can be interpreted as a 90% confidence level (C.L.) upper limit of 26 x 10(-6). We also find one B0 candidate, with an expected background of 0.64+/-0.17 events, implying a 90% C.L. upper limit of 1.9 x 10(-6).     

Type-II InAs/GaSb photodiodes and focal plane arrays aimed at high operating temperatures

Recent efforts to improve the performance of type II InAs/GaSb superlattice photodiodes and focal plane arrays (FPA) have been reviewed. The theoretical bandstructure models have been discussed first. A review of recent developments in growth and characterization techniques is given. The efforts to improve the performance of MWIR photodiodes and focal plane arrays (FPAs) have been reviewed and the latest results have been reported. It is shown that these improvements has resulted in background limited performance (BLIP) of single element photodiodes up to 180 K. FPA shows a constant noise equivalent temperature difference (NEDT) of 11 mK up to 120 K and it shows human body imaging up to 170 K.