广角 X 射线聚焦望远镜的 Geant4 模拟
天体物理仪器与方法
2017-03-29 v1
摘要
X 射线天文学的快速发展得益于在许多 X 射线卫星上广泛部署 X 射线聚焦望远镜。Geant4 是一个功能强大的 Monte Carlo 模拟工具包，在建模复杂几何构型方面具有卓越能力。然而，Geant4 中可用的物理过程库缺乏对 X 射线光子在掠入射角下反射的描述，而这正是模拟 X 射线聚焦望远镜的核心物理过程。低能带电粒子从镜面的散射是另一个尚未纳入 Geant4 的值得注意的过程。在此，我们描述了使用 Geant4 工具包构建的一个采用龙虾眼光学和硅探测器的简化广角 X 射线聚焦望远镜的 Monte Carlo 模型。利用该模型，我们模拟了 X 射线追踪、质子散射和背景探测。我们发现：(1) 使用 Geant4 获得的有效面积与使用 Q 软件获得的有效面积一致，平均差异小于 3%；(2) X 射线是 10 keV 以下的主要背景源；(3) 该望远镜的灵敏度比具有相同物理尺寸的编码掩模望远镜至少高出一个数量级；(4) 对于龙虾眼望远镜，通过 Firsov 散射穿过光学系统并到达探测器的质子数量约为多重散射的 2.5 倍。
引用
@article{arxiv.1703.09380,
title = {Geant4 Simulations Of A Wide-Angle X-Ray Focusing Telescope},
author = {Donghua Zhao and Chen Zhang and Weimin Yuan and Shuangnan Zhang and Richard Willingale and Zhixing Ling},
journal= {arXiv preprint arXiv:1703.09380},
year = {2017}
}
备注
18 pages, 8 figures