Muon与物质相互作用机理及次级正电子分布规律研究

批准号:
U1932162
项目类别:
联合基金项目
资助金额:
67.0 万元
负责人:
魏龙
依托单位:
学科分类:
A3206.中国散裂中子源装置
结题年份:
2022
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
陈裕凯、卢二阳、李样、李崇、刘晓双、宋亚敏
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中文摘要
中国散裂中子源Muon束流提供了国内首个Muon科学研究平台,在生命科学,材料科学,能源科学和核安全等领域有重要作用。研究Muon及其次级粒子与物质的相互作用规律研究是Muon束流多学科应用的关键。本项目以Muon穿过介质的所发生物理过程为基本原理,用Monet Carlo方法和正电子谱学技术,建立计算和实验模型研究Muon束流能量,极化率,材料密度,原子序数,尺寸等与Muon及其次粒子在材料中的散射分布,能量沉积和深度分布的关系。从而为建成后Muon源的成像技术,μSR谱学技术和辐照损伤等Muon科学相关领域的应用提供理论依据和技术支持。
英文摘要
The Muon beam of China Spallation Neutron Source (CSNS) provides the first domestic Muon scientific research platform and plays an important role in the fields of life science, material science, energy science, and nuclear security. Researches about the interaction of Muon and its secondary particles with materials are the key to the multidisciplinary application of Muon beam. Based on the Muon physical processes through medium, this project intends to develop simulation models and experiment system to study the influence of Muon beam energy, polarizability, material density, atomic number, size, etc. on the scattering, energy deposition, implantation profile of Muon and its secondary particles using Monet Carlo simulation and positron annihilation spectroscopy technique. The results of the study could provide a guiding theoretical basis for the application of Muon beam in Muon imaging,μSR and radiation damage, etc.
缪子自发现以来,在材料、粒子物理、生物科学和空间物理等领域蕴藏着巨大应用潜力。研究Muon及其次级粒子与物质的相互作用物理机制是缪子多学科应用的重要理论基础,本项目基于Geant4蒙特卡罗方法对此开展了系统性研究。.项目实施中搭建了缪束流多学科应用理论研究平台,全面分析了多样化参数缪束在典型半导体、金属和生物组织材料中的动力学过程及能量沉积与注入深度分布规律,建立了注入深度与粒子能量、材料密度间的理论模型。针对缪束成像,研究了Muon能损对散射角影响随材料原子序数Z的变化规律,并在宽能区范围内对RMS经验公式进行了修正,即使在能损较高情况下,RMS误差值也可控制在5%内;同时设计了斜切和侧向耦合的位置灵敏探测器,可用于缪束的高精度成像场景。.项目以探测Muon产生的正电子等次级粒子为目标,搭建了基于高精度W-Cu准直器分层测量技术的正电子分布实验系统,最小测量精度可达10μm。利用该系统完成了正电子在多种不同密度、不同结构的聚苯乙烯材料中射程分布的测量,系统研究了正电子分布随材料密度结构的变化规律。项目所得研究成果可为Muon探测及次级粒子全信息成像方法的构建提供研究方法和基础数据,能够更全面、精细的反映材料的内部结构特征。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1088/1361-6560/acaa84
发表时间:2022-12
期刊:Physics in Medicine & Biology
影响因子:3.5
作者:Chong Li;J. Scheins;L. Tellmann;A. Issa;Long Wei;N. Shah;C. Lerche
通讯作者:Chong Li;J. Scheins;L. Tellmann;A. Issa;Long Wei;N. Shah;C. Lerche
Implantation profiles of muon and secondary positron simulated by Geant4
Geant4模拟的μ子和次级正电子的注入剖面
DOI:10.1088/1402-4896/ac1dc8
发表时间:2021
期刊:Physica Scripta
影响因子:2.9
作者:Chong Li;Xingzhong Cao;Peng Kuang;Fuyan Liu;Yukai Chen;Yang Li;Long Wei
通讯作者:Long Wei
Energy loss correction on multiple Coulomb scattering of muons simulated by Geant4
Geant4模拟μ子多次库仑散射的能量损失校正
DOI:10.1088/1402-4896/ac6f8c
发表时间:2022-05
期刊:Physica Scripta
影响因子:2.9
作者:Chao Zhang;Xingzhong Cao;Chong Li;Jiajia Zhai;Peng Kuang;Shuoxue Jin;Baoyi Wang;Long Wei
通讯作者:Long Wei
A high-position-resolution trajectory detector system for cosmic ray muon tomography: Monte Carlo simulation
用于宇宙射线μ子层析成像的高位置分辨率轨迹探测器系统:蒙特卡罗模拟
DOI:10.1007/s41605-022-00313-9
发表时间:2022-02
期刊:Radiation Detection Technology and Methods
影响因子:0.6
作者:Jiajia Zhai;Haohui Tang;Xianchao Huang;Shuangquan Liu;Yingjie Wang;Chong Li;Xiuzuo Liang1;Yi Zhang;Meichan Feng;Zhiming Zhang;Long Wei
通讯作者:Long Wei
宇宙线μ子探测技术与多信息射线成像方法研究
- 批准号:--
- 项目类别:联合基金项目
- 资助金额:280万元
- 批准年份:2020
- 负责人:魏龙
- 依托单位:
磁场中正电子射程对PET成像空间分辨率的影响研究
- 批准号:11475197
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:98.0万元
- 批准年份:2014
- 负责人:魏龙
- 依托单位:
基于飞行时间技术的新一代正电子发射断层扫描技术研究
- 批准号:10775149
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:40.0万元
- 批准年份:2007
- 负责人:魏龙
- 依托单位:
新型闪烁体空间分辩和时间分辩等性能的研究
- 批准号:10475096
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:38.0万元
- 批准年份:2004
- 负责人:魏龙
- 依托单位:
高分辨率、高稳定性正电子湮没寿命谱仪的研制
- 批准号:10275077
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:39.0万元
- 批准年份:2002
- 负责人:魏龙
- 依托单位:
基于北京正负电子对撞机的慢正电子强束流
- 批准号:19927001
- 项目类别:专项基金项目
- 资助金额:95.0万元
- 批准年份:1999
- 负责人:魏龙
- 依托单位:
用于材料表面、界面研究的单色正电子束研究
- 批准号:19805010
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:17.0万元
- 批准年份:1998
- 负责人:魏龙
- 依托单位:
国内基金
海外基金
