Conveners
第一分会场（RAS5）
- 杰 言 (中国工程物理研究院核物理与化学研究所)
Presentation materials
康普顿相机通常由两层探测器组成，称作散射层和吸收层，通过其中散射及吸收探测器所测量的能量和位置信息，所得的康普顿反投影圆锥相互叠加，获得放射源在空间中的真实位置。康普顿相机已经用于多个领域，如多核素成像，重离子及质子治疗中的剂量监测等。
本工作采用尺寸为0.35×0.35×2 mm3的钆铝镓石榴石（GAGG）晶体阵列和硅光电倍增管（SiPM）组成超高空间分辨率散射探测器；采用尺寸为1×1×20...
核探测在医学、生物学、环境科学、石油勘探、土木工程、考古学、国家安全、艺术、核和粒子物理研究等各个领域都有广泛应用，其中基于蒙特卡罗方法的粒子输运计算工具对于探测器的设计与应用都具有重要作用。基于一体化核设计与安全评价软件系统TopMC，针对核探测领域涉及的光子-电子耦合输运、脉冲计数等关键问题进行了研究，实现了基于浓缩历史方法的精准电子输运模拟，采用Goudsmit-Saunderso多次散射理论计算每个电子步的角度偏转，采用Landau分布与高斯分布进行卷积的方法进行能量歧离，并构建了基于径迹历史树的光子-电子的高效脉冲计数。通过计算0.662MeV、4MeV和10MeV的γ射线在高纯锗探测器的脉冲高度谱、响应函数，以及核测井中NaI探测器的脉冲高度谱和通量密度等，验证了TopMC计算结果的正确性，表明TopMC在光子-电子耦合输运方面有较高的精度，在核探测等核技术交叉应用领域具...
氧化镓（Ga2O3）材料作为新型宽禁带半导体材料，耐辐照性能好，具有高达4.9eV的禁带宽度,高的击穿场强，好的稳定性，尤其是在高温高压的辐照环境中能展现出大的优势，同时其禁带宽度大于日照波段，是制备全天候就地辐射探测器的理想材料。目前基于Ga2O3...
缪子散射成像技术利用具有强穿透能力的宇宙线缪子作为探针，可以无损地对不同材料进行成像。传统缪子散射成像系统由两组径迹探测器组成，可以对高Z材料（如核材料）进行有效的鉴别，对低Z材料（如爆炸物）的鉴别相对困难。为此，该研究提出在传统径迹探测器的基础上，增加切伦科夫探测器对低能缪子的动量进行精确测量，以同时实现对低Z和高Z材料的鉴别。
新的缪子散射成像系统拟采用塑料闪烁光纤探测器测量缪子穿过成像区域前后的径迹信息以及熔融石英作为辐射体的内反射成像切伦科夫探测器测量低能缪子动量。为了评估低能缪子在低Z和高Z材料鉴别方面的作用，该研究根据低能修正后的Gaisser公式构建产生子，利用简单蒙特卡洛方法模拟缪子传输过程中的多次弹性散射和探测器效应，发展能量相关的Kalman滤波径迹重建算法和最近点（PoCA）算法以重建材料的散射密度信息。结果表明，低能缪子的动量测量和精确的径迹重建可以显着提高...
宇宙线缪子由于穿透能力强、无辐射危害以及对高Z物质敏感，因此可以用于对物体进行成像以及无损监测。
通过Geant4模拟，分析了用塑料闪烁光纤搭建的宇宙线缪子成像探测器系统的位置分辨可达到亚毫米量级。搭建的宇宙线缪子探测器系统由四个超层组成，每个超层由一个测量x方向位置和一个测量y方向位置的探测器平面组成。探测器单元为3 mm×3 mm×25...
宇宙线缪子是一种穿透力极强存在自然界中的本底射线。基于缪子成像的探测器种类有很多，但做到探测器结构简单，便携移动的进行户外成像应用的却很少。对此，本文设计了一种新的大面积塑料闪烁体探测器结构，即在塑料闪烁体的四个角和四个边都放置了SiPM，通过SiPM之间的响应时间差来对缪子入射到探测器板上的位置进行重建，并且引入神经网络算法对定位精度进行优化，减小定位误差，提升定位速度。与传统定位方法相比，无需探测器系统提供额外的触发信号和0时刻的时间，简化塑料闪烁体探测器结构的同时，提高了探测效率，该探测器具有结构简单易搭建，电子学组件少，方便移动的优势。本文通过Geant4模拟缪子入射到塑料闪烁体的过程，得到8个SiPM信号响应数据，通过时间差算法初步估算缪子的入射位置，并将SiPM信号响应数据作为神经网络算法的特征值，建立大数据集带入MLP、RBF和LSTM这三种神经网络模型，模型训练集的训...
宇宇宙线缪子具有能域宽、穿透性强、无人工辐射等特点。这使得缪子成像技术可以实现目标物的非接触、远距离、无损成像。目前，常用的成像方法为利用缪子自身信息成像的散射和透射成像技术及利用缪子与物质相互作用产生的次级粒子信息来进行成像。其中，提高图像重建的速度及质量是扩展缪子成像技术应用领域的关键。本文在模拟层面：（1）提出了对高原子序数（Z）材料检测的新型快速成像算法，将传统的POCA 成像算法与机器学习DBSCAN 算法有机结合，并引入OPTICS 算法进行参数优化。（2）研究了一种针对低、中Z 材料成像的符合径迹密度成像方法，模拟了缪子与物质相互作用产生次级粒子的过程，给出了次级粒子的类型及对重建成像的机理。（3）在研究过程中发现，散射成像技术无法对低Z 材料成像，符合径迹密度成像技术由于自吸收效应所重建高Z...
