空间中子望远镜探测技术

This research aims at space neutron telescope detection technology; In order for good particle identification ，background rejection and position resolution, an advanced space neutron scintillator array is developed, at the same time a series of techniques is developed ,such as :space neutron energy transfer and energy deposition in organic scintillators，photon collection and the signal readout，photoelectric conversion ,the selection of slow neutron capture, fast pulse signal waveform digitization, data acquisition and data processing.. The main application of this project: solar activity observation, monitoring of space weather, especially the early warning and monitoring severe space weather; First It can be used in the space radiation environment monitoring and radiation particle component . In particular, observation of the characteristics of high energy neutron space environment; furthermore ,the space neutron telescope can be used in the study of ground and near space environment, especially the analysis of the coupling process of neutron and secondary particles generated ;also ,the efforts contribute to solar active neutron emission mechanism, neutron emission spectra of different types of solar activity ,solar neutron spectrum characteristics.

研究先进的空间中子望远镜探测技术；突破空间中子入射方向确定技术、空间中子俘获甄别技术、中子望远镜本底抑制技术、空间中子望远镜信号处理及数据获取技术等关键技术；集成空间辐射大气输运，地面辐射场辐射粒子成分、中子在闪烁体介质中能量转移及能量沉积，闪烁体光子发射及收集技术，光电转换技术，中子慢化俘获事件选择技术，快脉冲数字化技术、快脉冲数字处理技术，空间辐射事件分析技术等多项空间中子测量技术。提升空间中子地面测量的技术水平。.本项目研究的主要应用领域：太阳活动观测、空间天气监测，特别是恶劣空间天气预警监测；空间辐射环境监测及辐射粒子成分分析，特别是高能中子相关的空间环境特征；地面及临近空间环境研究，中子及次级粒子产生的耦合过程分析；太阳活动中子发射机制，不同类型的太阳活动的中子发射谱、太阳中子谱特征。

本项目以空间太阳中子探测为目标，围绕中子望远镜探测可靠性提升、能区扩展、本底干扰抑制等关键技术问题，开展先进的空间中子望远镜探测技术研究，主要研究内容如下：. （1）采用中子灵敏的塑料闪烁体，光收集系统、低噪声硅光电倍增管，研发与之相匹配的模拟信号放大单元、数字化单元、电源系统、数据传输、数据获取及分析处理系统，研制出了多单元阵列型空间中子探测器样机；. （2）突破了中子甄别、中子事件选取、本底及干扰抑制等关键技术，中子探测器实现了粒子种类鉴别、中子能谱测量、γ能量测量等功能。通过双端读出关联测量、内部及外部时间窗关联事件选取等手段，抑制噪声和干扰，在设定阈值条件下，粒子鉴别品质因子FOM可达1.5；. （3）在新技术开发方面，在国际上首次实现了利用部分电荷读取进行粒子种类鉴别的新方法，并且粒子鉴别能力FOM达1.0。. 太阳活动是空间环境变化的驱动源，太阳观测及太阳活动是下一步科学探索的前沿。由于中子不带电，在输运过程几乎不受空间磁场的扰动，空间中子探测成为一种研究太阳活动独特方法。本项目的研究成果将会在我国后续的空间科学研究及航天任务中发挥重要作用，能够为提升我国空间科学及航天工程提供强有力的技术支撑。