【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及束流测量领域，具体涉及一种表面缪子束的束流强度测量系统、方法及存储介质。
技术介绍
1、基于高功率质子加速器打靶产生的缪子束流可分为表面缪子束、衰变缪子束和云缪子束，在表面缪子束中，通常存在大量与缪子动量相同的本底正电子，表面缪子束的束流强度和本底正电子含量是评估缪子束性能的关键参数，其不仅反应了束线设备的工作状态，还能够为缪子束终端谱仪的设计提供参考依据。
2、在加速器中，通常采用感应法，如法拉第筒等方法进行束流强度测量工作，这种测量方法要求束流强度较高。然而由于缪子束为次级束，其束流强度相对较弱，因此，缪子束无法采用基于感应方法的束流测量方案。对于弱束的流强测量，常用的技术手段是采用具有较快时间响应的探测器对其信号脉冲进行计数测量，但是脉冲表面缪子束在100纳秒内会有几千个甚至上万个缪子到达探测器，会导致探测器出现堆积的情况，从而无法再对信号脉冲进行计数。
3、因此，在现有技术中，对于脉冲表面缪子束主要采用间接法测量束流强度，该方法通过一个样品停止缪子束并让其衰变产生正电子，并在样品旁边摆放正电子计数器，并通过优化正电子计数器的灵敏单元尺寸和正电子计数器与样品之间的距离，可以让正电子计数器的信号不发生堆积，从而对缪子衰变产生的正电子技术进行计数测量，之后通过蒙卡模拟，得到正电子计数器与束流强度的关系，再根据实验测试得到的正电子计数反推出缪子束的束流强度。间接法测量脉冲缪子束的束流强度时需要精细的蒙卡模拟结果，但是由于正电子计数器对不同位置射出的正电子的立体角不一样，在模拟中通常采用点缪子
技术实现思路
1、本申请提供了一种表面缪子束的束流强度测量系统、方法及存储介质，既能够准确测量表面缪子束的束流强度，又能够得到本底正电子的含量。所述技术方案如下：
2、第一方面，提供了一种表面缪子束的束流强度测量系统，包括：
3、第一探测单元和第二探测单元，所述第一探测单元和所述第二探测单元平行分布，以使表面缪子束能够依次经过所述第一探测单元和所述第二探测单元，所述表面缪子束包括本底正电子和缪子；
4、信号获取单元，所述信号获取单元分别与所述第一探测单元、所述第二探测单元连接，所述信号获取单元用于分别读取所述第一探测单元和所述第二探测单元对应的脉冲信号；
5、处理单元，所述处理单元与所述信号获取单元连接，所述处理单元用于：获取所述信号获取单元读取的所述第一探测单元对应的多个脉冲信号，以及所述信号获取单元读取的所述第二探测单元对应的多个脉冲信号；对所述第一探测单元对应的多个脉冲信号进行拟合，得到第一拟合信号；对所述第二探测单元对应的多个脉冲信号进行拟合，得到第二拟合信号；基于所述第一拟合信号和所述第二拟合信号，确定所述表面缪子束中的本底正电子的信号成分和缪子的信号成分；基于所述第一拟合信号、所述第二拟合信号、参考电荷量，确定所述表面缪子束中的本底正电子的个数以及缪子的个数，所述参考电荷量是基于宇宙线事先测量得到的。
6、可选地，所述第一探测单元包括第一塑料闪烁体和第一光电探测器；所述第一塑料闪烁体与所述第一光电探测器光耦合，所述第一光电探测器用于探测所述第一塑料闪烁体上的束流粒子；
7、所述第二探测单元包括第二塑料闪烁体和第二光电探测器；所述第二塑料闪烁体与所述第二光电探测器光耦合，所述第二光电探测器用于探测所述第二塑料闪烁体上的束流粒子。
8、可选地，所述表面缪子束中的缪子由于动能损失会停留在所述第一塑料闪烁体，所述第一光电探测器探测出的所述第一塑料闪烁体上的束流粒子包括缪子、本底正电子和米歇尔电子，所述米歇尔电子是由缪子发生衰变产生的，其能够运动至所述第二塑料闪烁体；
9、所述第二光电探测器探测出的所述第二塑料闪烁体上的束流粒子包括本底正电子和米歇尔电子。
10、可选地，所述处理单元具体用于：
11、基于所述第二拟合信号和第二塑料闪烁体中的米歇尔电子的信号成分，确定所述表面缪子束中的本底正电子的信号成分；
12、基于所述第一拟合信号、所述第一塑料闪烁体中的米歇尔电子的信号成分、所述表面缪子束中的本底正电子的信号成分，确定所述表面缪子束中的缪子的信号成分。
13、可选地，所述处理单元具体用于：
14、基于所述第二拟合信号、所述第二塑料闪烁体中的米歇尔电子的信号成分、所述参考电荷量，确定所述表面缪子束中的本底正电子的个数；
15、基于所述第一拟合信号、所述第一塑料闪烁体中的米歇尔电子的信号成分、所述第二拟合信号、所述第二塑料闪烁体中的米歇尔电子的信号成分、所述参考电荷量，确定所述表面缪子束中的缪子的个数。
16、可选地，所述处理单元具体用于：
17、对所述第二拟合信号进行积分，得到第二电荷量；
18、对所述第二塑料闪烁体中的米歇尔电子的信号成分进行积分，得到第三电荷量；
19、基于所述第二电荷量、所述第三电荷量、所述参考电荷量，确定所述表面缪子束中的本底正电子的个数。
20、可选地，所述处理单元具体用于：
21、对所述第一拟合信号进行积分，得到第一电荷量；
22、对所述第一塑料闪烁体中的米歇尔电子的信号成分进行积分，得到第四电荷量；
23、基于所述第一电荷量、所述第二电荷量、所述第三电荷量、所述第四电荷量和所述参考电荷量，确定所述表面缪子束中的缪子的个数。
24、可选地，所述束流强度测量系统还包括：
25、遮光单元，所述第一探测单元和所述第二探测单元均位于所述遮光单元之中；所述遮光单元具有窗口，所述窗口的朝向相对于所述表面缪子束发出的一端，以使所述表面缪子束能够到达所述第一塑料闪烁体和所述第二塑料闪烁体；
26、供电单元，所述供电单元与所述第一光电探测器和所述第二光电探测器连接，用于给所述第一光电探测器和所述第二光电探测器供电。
27、另一方面，提供了一种表面缪子束的束流强度测量方法，应用于表面缪子束的束流强度测量系统中的处理单元，所述束流强度测量系统包括平行设置以使得表面缪子束能够依次经过的第一探测单元和第二探测单元；所述方法包括：
28、获取所述第一探测单元对应的多个脉冲信号，以及所述第二探测单元对应的多个脉冲信号；
29、对所述第一探测单元对应的多个脉冲信号进行拟合，得到第一拟合信号；
30、对所述第二探测单元对应的多个脉冲信号进行拟合，得到第二拟合信号；
31、基于所述第一拟合信号和所述第二拟合信号，确定所述表面缪子束中的本底正电本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种表面缪子束的束流强度测量系统，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的表面缪子束的束流强度测量系统，其特征在于，所述第一探测单元包括第一塑料闪烁体和第一光电探测器；所述第一塑料闪烁体与所述第一光电探测器光耦合，所述第一光电探测器用于探测所述第一塑料闪烁体上的束流粒子；
3.如权利要求2所述的表面缪子束的束流强度测量系统，其特征在于，所述表面缪子束中的缪子由于动能损失会停留在所述第一塑料闪烁体，所述第一光电探测器探测出的所述第一塑料闪烁体上的束流粒子包括缪子、本底正电子和米歇尔电子，所述米歇尔电子是由缪子发生衰变产生的，其能够运动至所述第二塑料闪烁体；
4.如权利要求3所述的表面缪子束的束流强度测量系统，其特征在于，所述处理单元具体用于：
5.如权利要求4所述的表面缪子束的束流强度测量系统，其特征在于，所述处理单元具体用于：
6.如权利要求5所述的表面缪子束的束流强度测量系统，其特征在于，所述处理单元具体用于：
7.如权利要求5或6所述的表面缪子束的束流强度测量系统，其特征在于，所述处理单元具体用于：
8.如权利要求1-2中任一项所述的表面缪子束的束流强度测量系统，其特征在于，所述束流强度测量系统还包括：
9.一种表面缪子束的束流强度测量方法，应用于表面缪子束的束流强度测量系统中的处理单元，所述束流强度测量系统包括平行设置以使得表面缪子束能够依次经过的第一探测单元和第二探测单元；所述方法包括：
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述介质上存储有计算机程序，所述计算机程序能够被处理器执行以实现如权利要求9所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种表面缪子束的束流强度测量系统，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的表面缪子束的束流强度测量系统，其特征在于，所述第一探测单元包括第一塑料闪烁体和第一光电探测器；所述第一塑料闪烁体与所述第一光电探测器光耦合，所述第一光电探测器用于探测所述第一塑料闪烁体上的束流粒子；
3.如权利要求2所述的表面缪子束的束流强度测量系统，其特征在于，所述表面缪子束中的缪子由于动能损失会停留在所述第一塑料闪烁体，所述第一光电探测器探测出的所述第一塑料闪烁体上的束流粒子包括缪子、本底正电子和米歇尔电子，所述米歇尔电子是由缪子发生衰变产生的，其能够运动至所述第二塑料闪烁体；
4.如权利要求3所述的表面缪子束的束流强度测量系统，其特征在于，所述处理单元具体用于：
5.如权利要求4所述的表面...
【专利技术属性】
技术研发人员：吕游，鲍煜，樊瑞睿，郭宇航，
申请(专利权)人：散裂中子源科学中心，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。