超高计数率及更高多极激发下的核光子学
仪器与探测器
2015-06-03 v1 核实验
摘要
来自激光康普顿背散射设施（如布加勒斯特的 ELI-NP 或利弗莫尔的 MEGa-Ray）的下一代伽马射线束将大幅超越现有设施的光子通量，达到甚至超过 10^13 gamma/sec。目前为 MEGa-Ray 和 ELI-NP 设想的束流结构基于电子束的宏脉冲结构（~120 Hz），该电子束采用 11.5 GHz 的 X 波段技术加速，形成电子脉冲间距为 87 ps 的微结构，这些电子脉冲充当反向传播强激光的反射镜。总计每 8.3 ms 将有一系列持续时间约 100 ns 的伽马脉冲轰击靶材，导致瞬时光子通量约为 10^18 gamma/s，从而在堆积效应方面带来重大挑战。将应用新型伽马射线光学元件将伽马射线束单色化至最终 Delta E/E~10^-6。因此，首次能够以良好的对比度进行更高多极激发的能级选择光谱学研究。快速响应的伽马探测器，例如基于先进闪烁体技术（如 LaBr3(Ce)）的探测器，允许在性能无显著下降的情况下进行高达 10^6-10^7 gamma/s 的计数率测量。适应束流条件的数据处理可由快速数字化电子设备执行，能够在微脉冲持续期间采样数据轨迹，而随后约 8 ms 的宏脉冲间隙留下了充足的数据读出时间。带有数字读出的 LaBr3 探测器球似乎最适合这种超高计数率的新型核光子学。
引用
@article{arxiv.1201.4467,
title = {Nuclear photonics at ultra-high counting rates and higher multipole excitations},
author = {P. G. Thirolf and D. Habs and D. Filipescu and R. Gernhäuser and M. M. Günther and M. Jentschel and N. Marginean and N. Pietralla},
journal= {arXiv preprint arXiv:1201.4467},
year = {2015}
}
备注
4 pages, 1 figure, 1 table