[发明专利]缪子能量、径迹测量及成像系统与方法

权利要求书

1.一种缪子能量、径迹测量及成像系统，其特征在于，包括：

被测物体，其中，宇宙中天然存在的缪子穿过所述被测物体；

缪子径迹测量子系统，所述缪子径迹测量子系统与所述被测物体相连，用于测量所述缪子穿经所述被测物体过程中的径迹信息；

缪子能量测量子系统，所述缪子能量测量子系统与所述被测物体相连，用于测量所述缪子穿经所述被测物体过程中的能量信息；以及

缪子计算成像子系统，所述缪子计算成像子系统与所述缪子径迹测量子系统和缪子能量测量子系统相连，用于综合利用所述缪子穿经所述被测物体过程中能量信息和径迹信息对所述被测物体进行图像重建。

2.如权利要求1所述的缪子能量、径迹测量及成像系统，其特征在于，所述缪子径迹测量子系统进一步包括缪子入射径迹测量模块和缪子出射径迹测量模块。

3.如权利要求2所述的缪子能量、径迹测量及成像系统，其特征在于，所述缪子入射径迹测量模块和缪子出射径迹测量模块分别采用一组至少两块平行放置的高位置分辨探测器，分别获取入射径迹和出射径迹上的坐标点，通过径迹拟合算法，得到入射缪子和出射缪子的径迹信息。

4.如权利要求1所述的缪子能量、径迹测量及成像系统，其特征在于，所述缪子能量测量子系统进一步包括缪子入射能量测量模块和缪子出射能量测量模块。

5.如权利要求4所述的缪子能量、径迹测量及成像系统，其特征在于，所述缪子入射能量测量模块采用一组两块已知间距为d的平行放置的高时间分辨探测器，记录缪子到达两块探测器板的时间差。

6.如权利要求4所述的缪子能量、径迹测量及成像系统，其特征在于，所述缪子的能量E的计算公式为：

E=(11-(d/(cΔtcosθ))2-1)m0c2,]]>

其中，缪子静止质量m₀，飞过探测器板间的距离d，缪子径迹与垂直方向的夹角θ，光速c以及缪子飞过探测器板的时间差Δt。

7.如权利要求1所述的缪子能量、径迹测量及成像系统，其特征在于，还包括：

缪子散射体，所述缪子散射体位于所述缪子和所述被测物体之间，用于改变入射缪子能量分布。

8.如权利要求7所述的缪子能量、径迹测量及成像系统，其特征在于，所述缪子散射体的材料为对缪子具有衰减效果的材料。

9.一种缪子能量、径迹测量及成像方法，其特征在于，采用权利要求1-8中任一项所述的缪子能量、径迹测量及成像系统，包括以下步骤：

A．利用所述缪子径迹测量子系统测量得到缪子入射径迹信息和出射径迹信息；

B．利用所述缪子能量测量子系统测量得到缪子入射能量信息和出射能量信息；

C．利用缪子能量信息和缪子径迹信息，所述缪子计算成像子系统进行缪子成像。

10.如权利要求9所述的缪子能量、径迹测量及成像方法，其特征在于，在所述步骤A之前还包括：

S.放置缪子散射体，当所述缪子穿过所述缪子散射体时，其天然能谱发生改变。