基于大亚湾反应堆中微子实验的宇宙线中子本底研究

Muon induced neutron background is a difficult research for all non-accelerated experiment in the world. Especially, for the deep underground experiment,it needs the lower background.In the future, neutrino or dark matter experiment will be hot experiments. So Muon induced nutron background will be the more researched because of the more background requirement.The mainly physics of Daya Bay reactor neutrino experiment measure θ13 which is neutrino mixing angle.The value of sin22θ13 is lower than 0.01.Its sensitivity is about 10 times than last generation neutrino experiment.For this purpose, there are many different design and enough good experiment conditions in Daya Bay experiment. Furthermore, there also is high precise result for neutron events.So, it is very important to research muon induced neutrons based on Daya Bay experiments and it will be the more precision and sensitivity than the same research. For the next generation underground experiment, it is the more good experiment data from our results.

宇宙射线产生中子本底的精确计算和扣除,一直是各类非加速器实验的一个难点,对低本底的深层地下物理实验尤为重要。在可预见的将来，很多超低本底的地下实验，特别是暗物质和中微子实验，对本底扣除的精度要求更高，需要对宇宙线产生的中子进行更深入的研究。大亚湾反应堆中微子实验是目前世界上重要的中微子实验之一，其科学目标是测量中微子混合角θ13 至sin22θ13<0.01 的精度，比上一代中微子实验灵敏度高一个量级。要达到如此高的灵敏度，大亚湾实验在实验设计，系统误差，统计误差以及本底测量和扣除方面都比以往的实验以及国际上当前的其它的θ13实验要求更高。因此，研究来自宇宙射线的中子本底，给出比过去同类研究更高精度和灵敏度的结果，对大亚湾实验物理目标的实现是非常重要的。不仅如此，我们的研究结果也将为下一代地下物理实验提供更好的本底计算依据。

本项目研究的是基于大亚湾反应堆中微子实验宇宙线中子的研究，大亚湾实验已经取得了举世瞩目的成果，其良好的地下实验环境，优异的中心液闪探测器，为研究地下宇宙线及其产生的中子提供了比较好的研究条件。本项目研究最重要的内容是宇宙线中子产额，3个实验厅得到中子产额为9.41E-5g/cm2, 9.57E-5g/cm2,14.9E-5g/cm2;对应的宇宙射线能量为60.2GeV，60.9GeV，140GeV，误差为10%左右。定量的给出了宇宙射线产生中子的能力。另外一方面研究内容，得到了宇宙射线产生的中子最终俘获位置到宇宙线距离的分布，清晰的得到宇宙射线距离探测器远近中子对探测器的贡献能力。这些研究对于分析宇宙射线产生的本底及其大小，非常重要，对于未来更高精度的中微子，暗物质探测，本底更精确的扣除提供重要依据。