博士论文-大亚湾水契伦科夫探测器μ径迹重建研究

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题名	博士论文-大亚湾水契伦科夫探测器μ径迹重建研究
作者	王玲玉
学位类别	博士
答辩日期	2011
授予单位	中国科学院研究生院
授予地点	北京
导师	陈和生
关键词	大亚湾反应堆中微子实验水契伦科夫探测器光电倍增管光学模型重建
学位专业	粒子物理与原子核物理
中文摘要	中微子物理是当今粒子物理、天体物理与宇宙学研究的前沿和热点。混合角是中微子振荡理论的六个基本参数之一，其数值大小将决定未来中微子物理的发展方向。大亚湾反应堆中微子实验的物理目标是精确测量混合角，使的灵敏度达到0.01或更好。为达到这一目标，需要尽可能的压低实验本底和减小实验系统误差，因此对探测器设计提出很高的要求。每个中心探测器模块的系统误差要小于0.38%，反符合探测系统的总探测效率大于99.5%。; ; 首先，本论文对大亚湾反应堆中微子实验的核心探测元件PMT的电子学各项性能作了测试，挑拣出符合大亚湾实验要求的PMT，这是中心探测器和水契伦科夫探测器正常运行的基本保障。同时还对Macro不防水的PMT进行封装，随后进行的防水性能压力测试以及电子学性能方面的测试，保证Macro PMT安装在大亚湾水契伦科夫探测器之后，整个探测器运行稳定，性能优越。; ; 水契伦科夫探测器是大亚湾反符合系统的重要组成部分之一。为了检验水契伦科夫探测器设计的可行性，我们建造了水箱模型，采用Tyvek膜将其分成内外两个独立单元，论文中对水箱模型的光学性能方面作了详细的研究。水衰减长度是反映水契伦科夫探测器性能的一项重要指标，对其进行监测是了解探测器运行状态的重要手段。本论文提出一种使用LED对水衰减长度进行监测的方法，经模拟研究建立起水有效衰减时间和水衰减长度一一对应的关系，并通过水箱实验数据对此方法进行简单验证。在大亚湾实验中，Tyvek材料将水契伦科夫探测器分成内外两个独立的水池，肩负有提高水契伦科夫光收集效率的重要任务。本文研究了Tyvek材料表面反射性能，提出通过测量反射光子时间分布的新方法获得表征Tyvek反射性能的光学参数，这些光学参数对大亚湾水契伦科夫探测器模拟以及理解探测器性能都有重要意义。; ; 宇宙线子是大亚湾实验本底的一个主要来源。对子径迹进行重建，可以更加精确的扣除其产生的中子本底，从而降低实验测量的系统误差。由于水池中Tyvek反射材料的使用，一方面极大的提高了光子收集效率，但同时也使光子在水中的传播变得复杂，增加了子径迹重建的难度。基于水池中光电倍增管探测的时间和电荷信息，本论文开发了子径迹拟合的重建算法，算法的核心是迭代重加权最小二乘法。并利用Monte Carlo样本对算法进行检验，结果表明重建算法性能稳定可靠。
语种	中文
学科主题	粒子物理与原子核物理
公开日期	2016-02-25
内容类型	学位论文
源URL	[http://ir.ihep.ac.cn/handle/311005/209354]
专题	粒子天体物理中心_学位论文和出站报告高能物理研究所_粒子天体物理中心
作者单位	中国科学院高能物理研究所
推荐引用方式 GB/T 7714	王玲玉. 博士论文-大亚湾水契伦科夫探测器μ径迹重建研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2011.