宇宙射线μ子成像检测技术研究进展.pdfVIP

第32卷 第 11期 核电子学与探测技术 Vo1．32 No 1 2012年 11月 NuclearElectronics DetectionTechnology Nov． 2()12 宇宙射线 IJL子成像检测技术研究进展 土王丽日Ij萍沣，，肖闫洒泗 (中国工程物理研究院，四川绵阳621900) 摘要：综述了近年来国内外宇宙射线 子成像检测技术的发展与进步，介绍了该技术的原理和优 势及其图像重建中运用的主要算法 ，简述了该技术的主要应用研究并对该项技术在核材料检测中的应 用前景进行了展望。 关键词：核材料；探测；tx子；综述 中图分类号： TL816．9 文献标志码： A 文章编号： 0258—0934(2012)l1—1238~5 自1936年实验物理学家安德森发现 u子 主要研究领域便是核材料的探测，该技术在核 以来，研究人员已将 子的自旋转动和穿透物 材料的监控方面具有很大优势。与传统的检测 质后的能量衰减广泛应用于表面物理 、辐射化 成像技术相比， 子成像检测技术不仅准确性 学、化学动力学和地质结构等 的研究。2003 高、可以穿透所有物质，而且成本低、速度快、没 年，LANL在Nature上发表简讯称…：模拟和实 有辐射危害。由此看来， 子是非常值得开发 验结果表明，利用 子的多重库伦散射可以探 应用的天然资源 。 测隐藏在集装箱中核材料。立刻引起世界上许 1 I-t子成像检测技术的原理及特征 多科学家广泛关注，由此也掀起了 子在核探 测领域的研究应用的热潮。迄今为止，还没有 1．1 子的来源及性质 更好的技术手段可以在保证正常生产运输的情 宇宙射线与地球大气层的原子核相互作用 况下完成核材料的监控工作：常规的检测装置 会生成高能的 +和 一粒子。 予是轻子， 如改进的中子和 射线检测仪等虽然具有高 其通量和能量巨大，到达地面时每平方米海平 灵敏度，但对于少量封装 良好的核材料则无法 面上每分钟平均人射约 10000个 子，其平均 很好地发挥作用；x射线穿透致密物质的能力 能量在3～4GeV，相当于医学用的x射线能量 有限，探测工程复杂，其准确性严重依赖操作者 的几百万倍，可以穿透2m厚的铅，更高能量的 的经验技术，测量过程中还会带来附加辐射剂 子甚至可穿透到地面下几km的深处。 子 量，限制了它的广泛应用 。 寿命为2．197×10 S，是不稳定的粒子 中除中 随着当今世界政治、军事版图的急剧变化， 子外平均寿命最长的粒子 。由于 子质量是 核材料走私的 日益猖獗 ，需要开发一种新型高 电子质量的206．77倍，其辐射损失远远小于电 效，既可以维护边境安全又不干扰正常贸易的 子，在穿过某种物质时，子能量损失主要来 自 检测技术 j。宇宙射线 子成像检测技术的 原子的电离作用和与原子核发生的库仑散射， 因此具有很强的穿透能力。 收稿 日期 ：2012—05—27 1．2 技术原理 作者简介：王丽萍(1987一)，女，四川乐山人 ，研究实 子穿透物质时会发生3种行为，即多重 习员，硕士，主要从事核测量及核技术应用研究。 库仑散射、能量损失和终止。被用作 子成像 1238 检测的主要作用是多重库仑散射 。 1．3．2无辐照危害