[发明专利]深空用反符合探测器的探测效率标定方法及标定系统

说明书

本发明涉及一种深空用反符合探测器的探测效率标定方法及系统，该方法包括以下内容：搭建探测器标定系统；将至少一个被测反符合探测器放入探测器标定系统内，并测量被测反符合探测器的安装位置；利用高能带电粒子入射探测器标定系统，记录探测器标定系统内各探测器的击中位置信息以及被测反符合探测器上的计数；利用探测器标定系统进行带电粒子的径迹重建，获得有效径迹；计算被测反符合探测器的探测效率。利用本发明提供的标定方法，既可以容易得到探测器各个部位的探测效率分布情况，也可以得到整个探测器的探测效率，同时通过划分合适大小的方格，该方法还能够适用于形状不规则探测器的探测效率标定。

技术领域

本发明是关于一种深空用反符合探测器的探测效率标定方法及标定系统，涉及空间探测器探测效率标定技术领域。

背景技术

空间辐射环境探测是进行空间探测的一项重要内容，其目标一般是针对空间中的高能电子、质子以及重离子的能量、通量的分布特征以及变化规律进行研究。由于空间带电粒子的单粒子效应以及辐射剂量效应，空间辐射环境可能对航天器以及宇航员构成威胁。因此，空间辐射环境探测对于航天器的设计以及宇航员的保护均具有非常重要的价值。

空间辐射环境探测器通常由半导体探测器或无机闪烁体组成，在最外层环绕一个反符合探测器，用于排除视场外入射粒子的干扰。反符合探测器的探测效率，直接关系到空间辐射环境的测试精度。因此，反符合探测器的探测效率标定是研制空间辐射环境探测器的一个重要内容。传统的探测效率标定方法如附图1所示，一般使用两个触发探测器S1及S2符合测量确定入射的带电粒子计数N₀，假如这N₀个带电粒子中由被测探测器D探测到的计数有N个，则该探测器的探测效率为η＝N/N₀。为了保证穿过S1以及S2的带电粒子全部都穿过被测探测器D，一般要求S1以及S2的尺寸小于被测探测器D。采用传统方法标定探测效率有几个劣势：第一，由于触发探测器比被测探测器小，不能一次性对整个探测器的全部灵敏面积进行标定，标定效率较低；第二，反符合探测器的探测效率一般具有边缘效应，即探测器边缘处的探测效率会降低，但传统方法不能标定探测器边缘的探测效率，影响结果的真实性；第三，对于形状不规则的探测器，无法进行有效测量。

近年来，我国航天技术发展迅速，开展航天活动的范围越来越广，不但将探测器送入了月球，还将对更远的深空如火星、木星等进行探测。由于深空探测器在体积、重量方面受到更严格的约束，深空用的反符合探测器一般较小，且形状不规则。传统的探测效率标定方法不能适用，因此研究新的探测效率标定方法是极有必要的。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种深空用反符合探测器的探测效率标定方法及标定系统，能够一次性对所有反符合探测器的全部灵敏面积进行标定，极大地提高了标定效率。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种深空用反符合探测器的探测效率标定方法，包括以下内容：

搭建探测器标定系统；

将至少一个被测反符合探测器放入探测器标定系统内，并测量所有被测反符合探测器的安装位置；

利用高能带电粒子入射探测器标定系统，记录探测器标定系统内各探测器的击中位置信息以及被测反符合探测器上的计数；

利用探测器标定系统进行带电粒子的径迹重建，获得有效径迹；

计算被测反符合探测器的探测效率。

进一步地，探测器标定系统包括两个触发探测器和三个位置探测器，五个探测器垂向间隔组成层叠式结构，其中，两个触发探测器位于最上及最下位置，三个位置探测器垂向平行间隔设置在两个触发探测器之间。