新型电子追踪康普顿相机在质子束辐照水靶产生的强辐射场中的性能

我们开发了一种用于下一代 MeV 伽马射线望远镜的电子追踪康普顿相机（ETCC）。ETCC 由气体时间投影室（TPC）和像素闪烁体阵列（PSAs）组成。由于 TPC 能够测量康普顿反冲电子的三维径迹，ETCC 可以完全重构入射伽马射线。此外，ETCC 在康普顿运动学测试中展示了高效的背景排斥能力，通过 TPC 记录的能量沉积率（dE/dX）识别粒子，并通过完全重构康普顿散射过程提供高质量成像。我们正为我们提议的全天巡天卫星规划“加载于气球上的亚 MeV 伽马射线成像实验”（SMILE）。为观测蟹状星云而构建的中型 30 厘米立方体 ETCC 的性能测试正在进行中。然而，气球高度或卫星轨道的观测会受到来自大气和探测器本身的辐射背景阻碍。背景排斥能力在大阪大学核物理研究中心进行的质子加速器实验中得到了检验。为了产生空间中遇到的由伽马射线、中子、质子和其他高能实体组成的强辐射场，我们用 140 MeV 质子束辐照水靶，并将 SMILE-II ETCC 放置在靶附近。在这种情况下，计数率是气球高度预期值的五倍。尽管如此，ETCC 仍稳定运行并充分识别粒子，从而获得了检查源清晰的伽马射线图像。在此，我们报告了探测器的性能，并展示了其基于电子追踪实验的有效背景排斥能力。