中国计量科学研究院单能X射线标定装置与测试项目介绍

郭思明; 吴金杰; 张健

doi:10.3969/j.issn.2096-9015.2021.03.01

中国计量科学研究院单能X射线标定装置与测试项目介绍

doi: 10.3969/j.issn.2096-9015.2021.03.01

中国计量科学研究院，北京 100029

基金项目: 国家重点研发计划（2016YFF0200802）

详细信息

作者简介:
郭思明（1990-），中国计量科学研究院副研究员，研究方向：X射线计量，邮箱：gsm@nim.ac.cn

通讯作者:
吴金杰（1981-），中国计量科学研究院研究员，研究方向：X射线计量，邮箱：wujj@nim.ac.cn

计量
- 文章访问数: 741
- HTML全文浏览量: 341
- PDF下载量: 96
- 被引次数: 0
出版历程
- 网络出版日期: 2021-04-07

Introduction of Monoenergetic X-Ray Calibration Device and Test Items of NIM

National Institute of Metrology, Beijing 100029, China

摘要

摘要: 介绍了中国计量院单能X射线实验室开展的单能X射线标定装置和探测器标定方法研究。已经建立的单能X射线标定装置能量范围可覆盖5～300 keV，为我国空间科学卫星的星载探测器提供了能量线性、探测效率、位置响应和角度响应等性能指标的地面标定。正在标定的卫星项目有：SVOM、GECAM和HXI等科学卫星的星载探测器。
- 单能X射线 /
- 布拉格衍射 /
- 晶体单色器 /
- 标定
Abstract: This paper introduces the research on the monoenergetic X-ray calibration device and detector calibration method carried out by the Monoenergetic X-ray Laboratory of NIM. The energy range of the established monoenergetic X-ray calibration device can cover 5～300 keV, which provides the ground calibration of performance indicators such as energy linearity, detection efficiency, position response, and angular response for space-borne detectors of space science satellites in China. Satellite projects being calibrated include spaceborne detectors for scientific satellites such as SVOM, GECAM, and HXI.
- monoenergetic X-ray /
- Bragg diffraction /
- crystal monochromator /
- calibration

HTML全文

图 1 单能X射线标定装置示意图

Figure 1. Schematic diagram of single energy X-ray calibration device

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 2 5～30 keV单晶实验结果

Figure 2. Experimental results of 5～30 keV single crystal

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 3 双晶标定装置

Figure 3. Double crystal calibration device

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 4 实验结果

Figure 4. Experimental results

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 5 单晶标定装置

Figure 5. Single crystal calibration device

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 6 GRM能谱

Figure 6. GRM energy spectrum

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 7 GECAM概念设计图

Figure 7. GECAM conceptual design drawing

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 8 GRD能谱和能量道址关系

Figure 8. Relationship between GRD energy spectrum and energy channel address

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 9 ASO-S卫星概念设计图

Figure 9. Conceptual design drawing of ASO-S satellite

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 10 HPGe和LaBr₃能谱

Figure 10. Energy spectra of HPGe and LaBr₃

下载: 全尺寸图片幻灯片

表 1 两种晶体实验结果

Table 1. Experimental results of two kinds of crystals

晶体	Si220/220 kV	Si551/600 kV
能量范围 (keV)	20.8～70.1	46.6～196.5
通量 (cm⁻²s⁻¹)	15～7600	85～3000
光斑尺寸(mm)	2～10	2～10

下载: 导出CSV

表 2 三种晶体的实验结果

Table 2. Experimental results of three crystals

晶体	Si111	Si220	Si551
能量范围(keV)	23～102	21～104	34～301
布拉格角 (deg)	1.1～4.9	1.75～8.5	1.5～5
单色光通量 (cm⁻²s⁻¹)	70～500	100～1366	300～1088
光斑尺寸(直径mm)	2～10	2～10	2～10

下载: 导出CSV

参考文献(12)

[1]	向守平. 天体物理概论, 彩色版[M]. 中国科学技术大学出版社, 2008: 25-26.
[2]	Giacconi R, Gursky H, Paolini F R, et al. Evidence for x-rays from sources outside the solar system[J]. Physical Review Letters, 1962, 9(11): 439-443. doi: 10.1103/PhysRevLett.9.439
[3]	张微, 朱光武, 王世金, 等. 神舟飞船高能粒子探测器[C]. 中国空间科学学会空间探测专业委员会第十六次学术会议论文集(上), 2003.
[4]	紫晓. 嫦娥工程二、三期研究展望[J]. 中国航天, 2007(11): 58-62.
[5]	许健民, 杨军, 张志清, 等. 我国气象卫星的发展与应用[J]. 气象, 2010, 36(7): 94-100. doi: 10.7519/j.issn.1000-0526.2010.07.016
[6]	Ti-Pei Li, HXMT: A Chinese High-Energy Astrophysics Mission[J]. Nuclear Physics B, 2007(166): 131-139.
[7]	卢方军, 张双南, 董永伟. X射线时变与偏振探测卫星XTP[C]. 全国空间探测学术研讨会, 2012.
[8]	甘为群, 黄宇, 颜毅华. 太阳空间探测的过去与未来[J]. 中国科学: 物理学力学天文学, 2012(12): 1274-1281.
[9]	郭思明, 李梦石, 侯懂杰, 等. 能X射线辐射装置的设计与单色性研究[J]. 计量学报, 2018(B12): 143-147.
[10]	Zhou X, Li X Q, Xie Y N, et al. Introduction to a calibration facility for hard X-ray detectors[J]. Experimental Astronomy, 2014, 38(3): 433-441. doi: 10.1007/s10686-014-9393-2
[11]	Hou D, Wu J, Guo S, et al. The realization and study of (21–301) keV monochromatic X-rays[J]. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, 2019(972): 382-389.
[12]	Hu J Y, Wang J J, Zhang S N, et al. SVOM - A Proposal for a MicroSatellite Used as Space-Based MultiBand Variable Objects Monitor[J]. 2003(5): 323-326.