X射线光学中软质子散射的Geant4模拟：基于实验室测量的初步验证
天体物理仪器与方法
2019-08-14 v1
摘要
低能质子（< 300 keV）可以进入X射线空间望远镜的视场，以小入射角散射，并在探测器上沉积能量，导致焦平面强烈的背景耀斑，或在极端情况下损坏X射线探测器。正确建模负责掠射角散射过程的物理过程对于评估此类事件对未来X射线望远镜（如ESA ATHENA任务）性能的影响是必要的。首次在Geant4 10.2版本上实现了无能量损失近似下的Remizovich模型。使用新的散射物理过程和内置的库仑散射来重现最新的掠射角质子散射实验结果。在250 keV下，多重散射产生大的质子角，与观测不一致。在测试的模型中，单散射似乎能更好地重现三种能量下的散射效率，但在小散射角处获得的能量损失显著低于实验值。总体而言，实验中获得的能量损失高于模拟获得的。实验数据不能完全代表当前X射线望远镜所经历的软质子散射，因为缺乏低能（< 200 keV）和小反射角的测量，因此我们无法确定任何测试的模型为肯定能重现ATHENA任务预期的低能质子散射行为的模型。然而，我们可以排除多重散射作为重现软质子漏斗效应的模型，并确认在进一步测量之前，库仑单散射可以代表X射线光学出口处质子散射角分布的最佳近似。
引用
@article{arxiv.1707.02221,
title = {Geant4 simulations of soft proton scattering in X-ray optics. A tentative validation using laboratory measurements},
author = {Valentina Fioretti and Teresa Mineo and Andrea Bulgarelli and Paolo Dondero and Vladimir Ivanchenko and Fan Lei and Simone Lotti and Claudio Macculi and Alfonso Mantero},
journal= {arXiv preprint arXiv:1707.02221},
year = {2019}
}
备注
submitted to Experimental Astronomy