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大会报告(Plenary5)
- 玉朋 徐 (中国科学院高能物理研究所)
高能宇宙辐射探测设施(HERD)是计划于2027年安装在我国空间站的空间天文和粒子天体物理实验,预计连续运行十年以上。HERD主要科学目标包括:(1)宇宙线电子能谱精细测量及高灵敏度暗物质信号搜寻;(2)宇宙线起源、加速和传播机制;(3)高能伽马射线全天巡天和监视。HERD采用三维位置分辨、五面灵敏量能器等创新设计,其核心科学能力将长时间保持大幅度国际领先,将成为中国空间站标志性的旗舰级重大科学实验和具有重大影响的大型国际合作项目。
闪烁晶体作为辐射探测器的关键核心材料,在深空探测、核医学成像、国土安全、高能物理等领域有广泛应用。随着对探测器效率、成像质量、核素识别能力的要求不断提升,闪烁晶体正沿高能量分辨、高时间分辨、多粒子甄别的方向发展。针对以上发展方向,本报告综述了闪烁晶体领域的研究现状、挑战与机遇。重点介绍快衰减、高能量分辨、多模探测闪烁晶体的最新研究进展,特别是我所在相关方向的研究成果。以及针对本领域未来发展面临的核心挑战,重点介绍闪烁晶体材料的新发展机遇——基于低维钙钛矿结构的强限域激子发光晶体。这类晶体材料拥有高稳定性(不潮解)、高光产额(>80,000 photons/MeV)、高伽马能量分辨(<3.5%@662keV)等优点,还可实现多种射线/粒子(X、α、β、γ射线和中子)的高效探测和甄别。
微结构气体探测器(MPGD)具有高计数率能力、高能量和时空分辨、抗辐照、低离子和光子反馈、能大面积制作等优点,代表了当前气体探测器发展的前沿方向。核与粒子物理大科学实验中粒子探测装置的建造与升级,如ATLAS内端盖缪子谱仪升级、CMS前向缪子谱仪升级、ALICE时间投影室升级,与新一代对撞机实验的探测器预研等,推动着MPGD的技术不断发展,并突破性能指标极限。随着MPGD技术的发展和成熟,其应用场景也已超出了核与粒子物理实验,扩展到核安全监测、放射医疗成像、工业CT检测等更广阔的领域。本报告将介绍MPGD的研究历史、发展与应用现状,探讨其在国计民生中的应用潜力和前景。