[发明专利]一种宽量程小型化空间质子探测器及探测方法

权利要求书

1.一种宽量程小型化空间质子探测器，其特征在于，包括低能探测区和高能探测区，其中：

所述低能探测区用于探测鉴别中能质子，设置有石墨烯薄膜、微通道板以及第一探测器，所述第一探测器设置在所述石墨烯薄膜的一侧，射入的中能质子穿过所述石墨烯薄膜，射到所述第一探测器上；

所述高能探测区用于探测鉴别高能质子，设置有第二探测器、Ta降能片以及第三探测器；

所述第一探测器、所述第二探测器、所述Ta降能片以及所述第三探测器由薄到厚依次排列，射入的高能质子依次穿过所述石墨烯薄膜、所述第一探测器、所述第二探测器、Ta降能片，射到所述第三探测器上。

2.根据权利要求1所述的宽量程小型化空间质子探测器，其特征在于，所述中能质子的能量为50KeV-2MeV。

3.根据权利要求1所述的宽量程小型化空间质子探测器，其特征在于，所述高能质子的能量为2MeV-150MeV。

4.根据权利要求1所述的宽量程小型化空间质子探测器，其特征在于，所述第一探测器和所述第二探测器均为Si半导体探测器。

5.根据权利要求4所述的宽量程小型化空间质子探测器，其特征在于，所述第一探测器的厚度小于30um，所述第二探测器的厚度为250um-350um。

6.根据权利要求1所述的宽量程小型化空间质子探测器，其特征在于，所述第三探测器为BGO闪烁晶体探测器，所述第三探测器的厚度为1.5cm-2.5cm。

7.根据权利要求1所述的宽量程小型化空间质子探测器，其特征在于，所述Ta降能片的厚度为8-12mm。

8.一种空间质子探测方法，其特征在于，该方法应用于权利要求1-7任一项所述的宽量程小型化空间质子探测器中，该方法包括：

步骤一：将需探测的中高能质子通过所述石墨烯薄膜射入所述宽量程小型化空间质子探测器中；

步骤二：探测鉴别中能质子，中能质子在所述低能探测区飞行，通过所述微通道板和所述第一探测器探测鉴别中能质子；

步骤三：探测鉴别高能质子，高能质子会穿过所述低能探测区，在所述高能探测区飞行，通过所述第一探测器、所述第二探测器和所述第三探测器探测鉴别高能质子。

9.根据权利要求8所述的空间质子探测方法，其特征在于，在所述步骤二探测鉴别中能质子时，通过所述微通道板记录中能质子穿过所述石墨烯薄膜的初始时间，通过所述第一探测器记录中能质子到达的终止时间和中能质子的能量，通过计算可以得到中能质子的飞行时间，将中能质子的能量和中能质子的飞行时间相结合，计算得出中能质子的质量数，实现对中能质子的探测鉴别。

10.根据权利要求6所述的空间质子探测方法，其特征在于，在所述步骤三探测鉴别高能质子时，通过第一探测器记录高能质子的沉积能量ΔE1，通过第二探测器记录高能质子的沉积能量ΔE2，通过Ta降能片降低高能质子的能量，通过第三探测器记录高能质子的沉积能量ΔE3，根据沉积能量公式计算实现对高能质子的探测鉴别。