基于江门地下中微子实验的地球中微子通量分析

发布时间：2020-05-08 12:54

【摘要】：地球中微子是反电子中微子,它是在地球内部的U、Th、K衰变过程的产物。中微子与物质发生反应的概率极小,因此它可以携带地球内部的信息直接穿过地球到达地面,为研究地球内部的结构和成分提供了新的方法。此前,KamLAND实验组和Borexino实验组发表了地球中微子的探测结果,这两个实验结果证明了探测地球中微子的可行性。但是受限于他们的探测器的液闪体积,不仅无法区分地幔和地壳的中微子,更无法区分不同的地幔模型。JUNO的液闪达到了两万吨,正式运行后有望实现这一目标。因此,估算到达JUNO附近的地球中微子通量是一个很重要的研究课题。一方面,本文预测地球中微子通量基于三维地球模型,包括物理模型和化学模型。本研究运用CRUST2.0、CRUST1.0、LITHO1.0三个地球物理模型,分别计算了 JUNO附近的地球中微子通量,并且比较了三种结果。同时,我们还运用了中国的地球物理模型的数据,精确计算了 JUNO局部区域的地球中微子通量,与CRUST丨.0模型的结果做对比。地壳厚度和岩石密度有所不同,导致了不同地球物理模型预测的江门观测站的地壳中微子信号有差异。上地壳和沉积层产生的中微子贡献超过68%。JUNO周围5°×5°范围内贡献了超过66%的地球中微子信号。另一方面,在CRUST1.0模型下,本研究确定了放射性元素丰度、地壳密度、地壳厚度对JUNO的地球中微子通量影响是依次减小的。同时,还采集和测量了探测器附近lOOkm范围内岩石样品的丰度。利用丰度测量结果建立了三个丰度模型,预测的地球中微子信号结果分别增大为全球平均丰度模型的1.73、1.84、1.56倍。本文为建立精确的局部三维地球模型提供指导,有助于提高地壳中微子的计算精度。
【图文】：

图１－１地热来源分布图逡逑地热的主要来源有地球早期的残余热和地球的放射性相关的地热，其中放射性逡逑

图３江门中微子实验概况图逡逑外，我国在扩建的四川锦屏地下实验室也将地球中微子探测作为主要一。锦屏实验室为当前世界上最深的地下实验站，垂直岩石覆盖达２４０岩层能有效屏蔽了宇宙射线，因此实验室收到射线干扰很小。此外，离核电站，具有极低的测量本底，是太阳中微子和地球中微子研究的
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O572.321

【参考文献】

相关期刊论文 前7条

1 韩然;习宇飞;;地球中微子——把脉地球内部热量[J];现代物理知识;2015年06期

2 汪洋;程素华;;中国东部岩石圈热状态与流变学强度特征[J];大地构造与成矿学;2011年01期

3 王贻芳;;大亚湾反应堆中微子实验[J];物理;2007年03期

4 袁玉松;马永生;胡圣标;郭彤楼;付孝悦;;中国南方现今地热特征[J];地球物理学报;2006年04期

5 邹和平;广东沿海新构造运动的大陆动力学背景[J];华南地震;2002年03期

6 何丽娟,胡圣标,汪集e，

本文编号：2654680