利用μ子动量测量方案提升μ子散射断层成像性能
仪器与探测器
2025-09-17 v1 高能物理 - 实验
摘要
μ子成像，特别是μ子散射断层成像（MST），近来引起了广泛关注。MST测量μ子在物体内部的散射角大小，这不仅取决于材料性质，还取决于μ子动量。由于同时测量动量的困难，它在多种MST重建算法中被忽略并视为常数。最近，出现了一种在工程上可行的实验测量方案，但它需要多层探测器才能接近真实动量。基于此，我们提出了一种将动量纳入MST的算法，以及一种确定切伦科夫探测器阈值的方案。这种新方案被称为“等百分比方案”，它根据宇宙线μ子动量分布来设定切伦科夫探测器层的动量阈值。结果表明，即使仅使用两层探测器，我们的方法也能显著提升重建图像质量，使用四层时性能接近饱和。这项研究证明，动量测量能显著增强短时MST，并且使用2-4层切伦科夫探测器进行相对粗略的动量测量即可实现大幅改进。
引用
@article{arxiv.2509.12800,
title = {Improving Muon Scattering Tomography Performance With A Muon Momentum Measurement Scheme},
author = {Pei Yu and Ziwen Pan and Jiajia Zhai and Yu Xu and Li Deng and Zhengyang He and Zhe Chen and Zechao Kang and Yuhong Yu and Xueheng Zhang and Liangwen Chen and Lei Yang and Zhiyu Sun},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.12800},
year = {2025}
}