成果简介
高能宇宙辐射探测设施(High Energy cosmic-Radiation Detection facility, HERD)是未来中国空间站上的科学载荷之一,预计于2026年安装在中国空间站上并在轨运行10年以上,主要开展宇宙线电子能谱测量、暗物质信号搜寻、原初宇宙线测量、宇宙线核子组份测量、邻近天体源以及伽马射线观测等科学研究。本成果是由广西大学主导研制的穿越辐射探测器(Transition Radiation Detector ,TRD),作为HERD子探测器之一,以研制高灵敏度穿越辐射探测器TRD为目标,开展基于厚型气体电子倍增器THGEM的TRD研究,创新性地提出了侧窗式TRD,对宇宙线电离信号和穿越辐射X射线信号具有区分能力,能显著提高TRD探测灵敏度。
高能宇宙辐射探测设施(HERD)合作组于2022年9月2日至9月19日在欧洲核子研究中心进行束流实验,穿越辐射探测(TRD)作为HERD子探测器之一参与了此次束流实验。TRD利用此次实验的π介子束流和0.5至6.0 GeV/c的电子束流测试TRD工程样机的探测性能和研究探测器的穿越辐射线性响应,电子束流测试结果显示TRD具有显著的TR信号并与理论预期吻合一致。实验的成功将对中国空间站HERD项目的立项实施起到重要推动作用。
应用前景
TRD束流实验样机的成功研制,为HERD TRD工程研制提供物理和关键技术支持,为TRD在轨刻度提供刻度提供数据支撑,将使得HERD对具有争议的空间TeV电子能谱和质子能谱实现最精确测量。
成熟度
本成果对穿越辐射探测器的新型侧窗结构创新方案完成关键技术攻关,建造了原理样机并通过束流实验完成穿越辐射探测器的探测效率和可靠性的验证,提升载荷技术成熟度,推动项目立项。
成果展示
图1 组装好的TRD安装在CERN-PS的T9测试区束线上
图2 HERD安装于中国空间站示意图
图3 低能电子(0.5-0.9 GeV/c)束流测试穿越辐射能谱及相应动量电子的MC模拟结果。
成果完成人
物理科学与工程技术学院:刘宏邦
成果转化,请联系成果与合作处,联系人:刘老师,联系电话:0771-3272162。