液體閃爍體衰減長(zhǎng)度測(cè)量裝置的研制與光產(chǎn)額測(cè)量.pdf

1、在過去的幾十年里，科學(xué)家通過對(duì)太陽中微子，大氣中微子，反應(yīng)堆中微子的研究，已經(jīng)從發(fā)現(xiàn)中微子到證實(shí)中微子振蕩，再到對(duì)振蕩參數(shù)進(jìn)行精確測(cè)定的階段。六個(gè)混合參數(shù)中只剩下電荷宇稱對(duì)稱性破壞相角?CP未被測(cè)量。
　　中微子物理是研究標(biāo)準(zhǔn)模型之外粒子物理的突破口，也是當(dāng)今粒子物理的熱門方向。江門中微子實(shí)驗(yàn)的目的是測(cè)量中微子質(zhì)量順序，以及精確測(cè)定6個(gè)振蕩參數(shù)中的4個(gè)。其中心探測(cè)器的直徑達(dá)到了34.5米，裝有兩萬噸左右液體閃爍體。如此大體積的探測(cè)

2、器就對(duì)閃爍體各項(xiàng)性能提出了很高的要求。特別是要有足夠長(zhǎng)的衰減長(zhǎng)度和光產(chǎn)額，及極低的放射性本底等。
　　本論文以高性能液體閃爍體研制為背景，核心工作是搭建并調(diào)試了一套衰減長(zhǎng)度測(cè)量系統(tǒng)，并針對(duì)不同的反射膜進(jìn)行了相對(duì)光產(chǎn)額的測(cè)量，還測(cè)量了中心探測(cè)器閃爍體中，模擬滲漏液的光產(chǎn)額。
　　實(shí)驗(yàn)所使用的液體閃爍體是采用線性烷基苯（LAB）作為溶劑，加入發(fā)光物質(zhì)PPO和波長(zhǎng)位移劑bis-MSB。基于Lambert-Beer定律分析了影響衰減

3、長(zhǎng)度的因素。由于原有的測(cè)量系統(tǒng)耗時(shí)耗力，容易導(dǎo)致認(rèn)為操作誤差。因此通過引入步進(jìn)電機(jī)平臺(tái)控制液面高度，并基于LabVIEW開發(fā)了上位機(jī)軟件，實(shí)現(xiàn)了測(cè)量，擬合，數(shù)據(jù)保存全過程自動(dòng)測(cè)量。根據(jù)測(cè)量系統(tǒng)中的光電倍增管在加上高壓后，在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)不能達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的現(xiàn)狀，本論文通過改進(jìn)圖像處理算法，利用半導(dǎo)體制冷片對(duì)相機(jī)進(jìn)行制冷以降低噪聲等手段，初步探究了利用科學(xué)相機(jī)替代光電倍增管的可能性。實(shí)驗(yàn)證明，全自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)能夠達(dá)到預(yù)期的效果。CMOS科學(xué)相

4、機(jī)在測(cè)量衰減長(zhǎng)度相對(duì)短的樣品時(shí)，完全可以取代光電倍增管。
　　江門中微子實(shí)驗(yàn)為了提高對(duì)熒光光子的吸收效率，將會(huì)在切倫科夫探測(cè)器的水池壁上覆蓋反射膜，Tyvek是最常使用的反射膜。本論文將Tyvek和ESR膜分別使用在光產(chǎn)額測(cè)量中，對(duì)比兩者的測(cè)量結(jié)果。由于兩種反射膜的反射率有很大不同，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果上也有較大差異。通過分別測(cè)量稀釋10倍和100倍的大亞灣液體閃爍體的光產(chǎn)額，以模擬中心探測(cè)器向外層泄露的情況，測(cè)量結(jié)果表明稀釋100倍后的