基于耦合加压气体切伦科夫探测器的可现场部署缪子动量测量

宇宙射线缪子构成了辐射本底的大部分，并且根据感兴趣的应用，缪子可被视为本底噪声（例如辐射绘图、辐射防护、剂量学），或作为一种有用的探测探针，如宇宙射线缪子层析成像。值得注意的最近进展是缪子散射层析，它已成为一种前景广阔的非侵入式监测方法，可用于包括乏核燃料罐监测和地质层析在内的许多应用。然而，尽管有明显益处，若不借助庞大且昂贵的量能器、环形成像器或飞行时间探测器，在现场测量缪子动量仍然非常具有挑战性。CNL和INFN近期基于多重库仑散射结合缪子动量重建算法开发了大型原型。尽管这些努力显示出前景，但目前尚不存在可在现场测量缪子动量的便携式探测器。在本工作中，我们提出一种使用耦合加压气体切伦科夫辐射体测量缪子动量的新概念。通过仔细选择每个辐射体的气体压力，我们可优化缪子动量阈值，使得仅当缪子动量高于该阈值时才会检测到缪子信号。这样，穿过辐射体的缪子将仅触发那些阈值低于实际缪子动量的辐射体。通过测量每个辐射体中切伦科夫信号的存在情况，我们的系统随后可估计缪子动量。该概念的主要益处在于其紧凑且便携，可单独部署或与现有层析系统结合在现场使用。