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被动金属层对基于偏转角的μ子散射层析μ子能量估计的影响:基于GEANT4模拟的比较研究

仪器与探测器 2022-06-01 v3 计算物理 数据分析、统计与概率

摘要

在基于μ子散射的层析构型中,相对于动能的角变化间接地带来了借助探测器层的偏转角粗略预测动能的能力。然而,除塑料闪烁体情况下相对较高的不确定性外,探测器组件引起的角偏差预期极小。在本研究中,我们将当前由聚氯乙烯甲苯制成的探测器层(探测器精度为1 mrad)组成的层析原型,与一种包含不锈钢层的替代描迹仪方案进行对比,旨在研究三组能量结构。首先,我们通过GEANT4模拟确定了当前装置及替代方案的平均偏转角及相应标准偏差。其次,我们给出了基于标准偏差的一对误分类概率,其中第一种方法假设线性有限近似,而后一种方法依赖于正定修正高斯分布。根据我们的模拟结果,我们证明在所提出的描迹仪装置中引入的不锈钢层不仅有助于增大平均偏转角,还降低了误分类概率,从而除了改善探测性能外也减小了分类不确定性。

关键词

引用

@article{arxiv.2109.10518,
  title  = {Effect of passive metallic layers on muon energy estimation by means of deflection angle for muon scattering tomography: A comparative study based on GEANT4 simulations},
  author = {Ahmet Ilker Topuz and Madis Kiisk and Andrea Giammanco and Mart Magi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2109.10518},
  year   = {2022}
}

备注

8 pages, 4 figures, 2 tables, 22nd International Workshop on Radiation Imaging Detectors (iWoRiD2021)