[发明专利]用于兆电子伏能区正反电子中微子探测和能量测量的靶物质及其方法和用途

说明书

本发明公开了用于兆电子伏能区正反电子中微子探测和能量测量的靶物质及其方法和用途。其中，用于兆电子伏(MeV)能区正反电子中微子探测和能量测量的靶物质为含有⁷Li和³⁵Cl的氯化锂水溶液。该靶物质不仅成本低、来源广，能大大降低探测过程所需的靶物质的总量和探测成本，还能同时解决MeV能区的正电子中微子ν_e、反电子中微子的探测和能量测量的技术问题，为中微子探测和能量测量提供了新的方向，在中微子物理领域中具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于物理领域，具体而言，涉及用于兆电子伏能区正反电子中微子探测和能量测量的靶物质及其方法和用途。

背景技术

在针对中微子物理的研究中，或以中微子为探针的天体物理和地球物理研究中，我们经常要探测来自于反应堆，放射源，大气，太阳，地球的兆电子伏(2～50MeV)能区的正电子中微子ν_e、反电子中微子，希望能够区分两种中微子，并测量他们的能量。但在实际现有的科研实验上，还没有一个实验能做到这一点。

探测中微子常用的方法是选择一种靶物质，把靶物质发在中微子传播的路径上，中微子和靶物质中的粒子将按照其背后的物理规律发生散射，通过探测散射后的末态粒子来推断入射中微子的种类和能量，但是需要足够量的靶物质。我们需要得到一定量的中微子信号事例数才能进行相关的物理研究，对信号事例数的计算可以简单的用下式来理解：

信号事例数＝中微子通量×截面×靶质量。

在给定中微子信号源后，确定其中微子通量，根据我们选取的靶物质粒子截面，即中微子和靶物质中粒子的相互作用概率，可以确定靶质量的需求，然而，往往所需的靶物质的量是巨大的，例如，大亚湾实验靶物质量达到了320吨，超级神冈实验达到了50000吨。鉴于现有的类似技术包括氯、镓、氩技术，重水技术，液体闪烁体技术，纯水技术，液氙，高纯锗技术等在上述能区最多只能实现一种中微子的探测或能量的有效测量，且现有探测技术对靶质量有巨大的的需求，如果能实现两种中微子的同时探测，并测量能量，在节约靶质量，即降低实验研究成本上，在研究能量依赖的物理上，意义是巨大的。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出用于兆电子伏能区正反电子中微子探测和能量测量的靶物质及其方法和用途。该靶物质不仅成本低、来源广，能大大降低探测过程所需的靶物质的总量和探测成本，还能同时解决兆电子伏能区的正电子中微子ν_e、反电子中微子的探测和能量测量的技术问题，为中微子探测和能量测量提供了新的方向，在中微子物理领域中具有广阔的应用前景。

本发明主要是基于以下问题和发现提出的：