液体闪烁体衰减长度测量装置的研制与光产额测量

发布时间：2020-04-30 23:36

【摘要】：在过去的几十年里,科学家通过对太阳中微子,大气中微子,反应堆中微子的研究,已经从发现中微子到证实中微子振荡,再到对振荡参数进行精确测定的阶段。六个混合参数中只剩下电荷宇称对称性破坏相角CP?未被测量。中微子物理是研究标准模型之外粒子物理的突破口,也是当今粒子物理的热门方向。江门中微子实验的目的是测量中微子质量顺序,以及精确测定6个振荡参数中的4个。其中心探测器的直径达到了34.5米,装有两万吨左右液体闪烁体。如此大体积的探测器就对闪烁体各项性能提出了很高的要求。特别是要有足够长的衰减长度和光产额,及极低的放射性本底等。本论文以高性能液体闪烁体研制为背景,核心工作是搭建并调试了一套衰减长度测量系统,并针对不同的反射膜进行了相对光产额的测量,还测量了中心探测器闪烁体中,模拟渗漏液的光产额。实验所使用的液体闪烁体是采用线性烷基苯(LAB)作为溶剂,加入发光物质PPO和波长位移剂bis-MSB。基于Lambert-Beer定律分析了影响衰减长度的因素。由于原有的测量系统耗时耗力,容易导致认为操作误差。因此通过引入步进电机平台控制液面高度,并基于LabVIEW开发了上位机软件,实现了测量,拟合,数据保存全过程自动测量。根据测量系统中的光电倍增管在加上高压后,在相当长的时间内不能达到稳定状态的现状,本论文通过改进图像处理算法,利用半导体制冷片对相机进行制冷以降低噪声等手段,初步探究了利用科学相机替代光电倍增管的可能性。实验证明,全自动测量系统能够达到预期的效果。CMOS科学相机在测量衰减长度相对短的样品时,完全可以取代光电倍增管。江门中微子实验为了提高对荧光光子的吸收效率,将会在切伦科夫探测器的水池壁上覆盖反射膜,Tyvek是最常使用的反射膜。本论文将Tyvek和ESR膜分别使用在光产额测量中,对比两者的测量结果。由于两种反射膜的反射率有很大不同,导致测量结果上也有较大差异。通过分别测量稀释10倍和100倍的大亚湾液体闪烁体的光产额,以模拟中心探测器向外层泄露的情况,测量结果表明稀释100倍后的相对光产额基本与纯LAB无异。
【学位授予单位】：南华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TL812;O572.321

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本文编号：2646300