gamma射线与宇宙线的探测装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种gamma射线与宇宙线的探测装置与方法，所述装置是多台水切伦科夫光粒子探测器设置于水体中组成的多层立体式探测阵列；水切伦科夫光粒子探测器是本发明专利技术中的基本单元，其包括：水切伦科夫光产生装置、光收集装置、光电转换装置、数据获取装置。通过探测器内的光收集装置对产生的水切伦科夫光进行收集，并且经过光电转换装置后，可将光信号转换成电信号。输出的电信号经过模数转换，最终被数据获取装置进行储存和记录。本发明专利技术所述的gamma射线与宇宙线的探测装置与方法采用新的光收集技术和立体式观测手段，能够收集多维信息，使探测器的综合性能大幅提高，对伽马线观测灵敏度比现有探测器提高十倍以上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于粒子探测技术，本专利技术的探測装置与方法用于相对论粒子的粒子数目及其能量的探測，原初宇宙线各核种的鉴别及其单成分能谱测量，应用于高能伽马天文及高能宇宙线的研究。
技术介绍
传统高能粒子探測器，为了测定带电粒子的到达时间及带电粒子的数目，通常采用闪烁体探測器。当带电粒子通过闪烁体吋，闪烁体中的原子和分子在退激过程中会发出荧光，其光量与带电粒子的数目成正比。利用该原理，就可以测定进入探測器的带电粒子的数目。但闪烁体探测器价格昂贵(每平方米2万人民币左右)，所以无法满足大面积制作需求。在大型探测器领域，近年来开发成功的水切伦科夫探測器，由于具有价格便宜、P/Y鉴别能力强、灵敏度高等优点，开始部分替代闪烁体探測器。其探測原理是当相对论性带电粒子穿过纯水或净水时的速度大于光在水中的相速度时，会发出水切伦科夫光，此时在纯水或净水中装上大口径的光电倍增管，来收集水切伦科夫光。能量较低的粒子进入探測器中很快消耗其能量，停止了下来，此时其能量与其在探測器中行程长度成正比。而能量较高的粒子进入探測器中不但有较长的行程，而且还会发生二次簇射，产生更多的新粒子，新粒子的数目与入射粒子的能量成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种gamma射线与宇宙线的探测装置，包括多台水切伦科夫光粒子探测器，所述水切伦科夫光粒子探测器包括水切伦科夫光产生装置、光收集装置、光电转换装置、数据获取装置，其特征在于：所述光收集装置包括贴在水切伦科夫光产生装置内表面上的漫反射膜及固定于水切伦科夫光产生装置内部的波长转换光纤；所述水切伦科夫光产生装置包括：密闭的水箱或水袋；在所述水箱或水袋外表面上具有遮光层；所述的多台水切伦科夫光粒子探测器在水体中布置为多层立体、隔断式探测阵列。

【技术特征摘要】
1.一种gama射线与宇宙线的探测装置，包括多台水切伦科夫光粒子探测器，所述水切伦科夫光粒子探测器包括水切伦科夫光产生装置、光收集装置、光电转换装置、数据获取装置，其特征在于所述光收集装置包括贴在水切伦科夫光产生装置内表面上的漫反射膜及固定于水切伦科夫光产生装置内部的波长转换光纤；所述水切伦科夫光产生装置包括密闭的水箱或水袋；在所述水箱或水袋外表面上具有遮光层；所述的多台水切伦科夫光粒子探测器在水体中布置为多层立体、隔断式探测阵列。2.根据权利要求1所述的探测装置，其特征在于所述的漫反射膜为tyvek膜。3.根据权利要求1所述的探测装置，其特征在于所述的光电转换装置为光电倍增管，固定于水箱或水袋内部；所述波长转换光纤的切口对准光电倍增管的光阴极面；光电倍增管输出的电信号通过信号线输送到数据获取装置。4.根据权利要求1所述的探测装置，水切伦科夫光产生装置注满纯水或净水后固定在大水体中；所述的大水体为湖泊、水库或人工水体；所述水切伦科夫光产生装置还包括水净化装置，用于为水切伦科夫光产生装置提供纯水或净水。5.根据权利要求1所述的探测装置，其特征在于所述的探测器阵列呈立方体均匀分布或放射状非均匀分布。6.根据权利要求1所述的探测装置，其特征在于探测器阵列中不同的层其层间距是不同的，每一层的水切伦科夫光粒子探测器呈矩形均匀分布或呈放射状非均匀分布。7.根据权利要求1所述的探测装置，其特征在于所述水切伦科夫光粒子探测器的高度设置为O. 3 lm，称为薄层式探测...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈鼎，
申请(专利权)人：中国科学院国家天文台，
类型：发明
国别省市：