Speaker
文丰 郭
(南华大学)
Description
随着地质结构勘查、矿物样品分析和材料内部元素无损检测需求的提高，传统元素分析方法在厚样品穿透能力和三维空间分布获取方面仍存在一定局限。负缪子进入物质后可被原子俘获形成缪子原子，并在能级跃迁过程中释放具有元素特征的缪致 X 射线。由于缪致 X 射线能量较高、穿透能力较强，适合用于样品内部元素识别与三维成像。本研究面向低 Z 元素无损分析需求，基于 Geant4 建立负缪子入射样品并产生缪致 X 射线的模拟模型，重点研究 O、Mg、Al、Si 等典型元素的特征谱线识别、峰位分析和空间定位方法。
研究中获得了不同元素靶材的能量沉积数据和模拟能谱，对主要特征峰进行了寻峰、标注及理论峰位对比，并结合 ROI 选取、背景扣除和相对分支比分析，初步建立了低 Z 元素缪致 X 射线特征峰数据库。同时，引入缪子入射位置、方向、初始时间以及 X 射线击中位置、到达时间和能量等信息，尝试反演缪子在样品内部的停止位置，实现元素识别与空间定位的结合。结果表明，O、Mg、Al、Si 等低 Z 元素的主要特征峰能够被有效识别，理论峰位与模拟峰位具有较好对应关系；基于时间信息的反演方法为样品内部元素三维分布成像提供了可行思路，可为后续实验系统设计、探测器优化和复杂样品定量分析提供参考。
