碘化锶辐射仪器 (SIRI) —— 早期在轨结果
天体物理仪器与方法
2019-07-29 v1
摘要
碘化锶辐射仪器 (SIRI) 是一个单探测器伽马射线谱仪,旨在进行空间验证新型闪烁探测器材料掺铕碘化锶 (SrI2:Eu) 和新型硅光电倍增管 (SiPM) 技术。SIRI 覆盖 0.04–8 MeV 能量范围,于 2018 年 12 月 3 日作为 STPSat5 载荷发射至 600 km 太阳同步轨道,执行为期一年的任务以研究探测器对轨道背景辐射的响应。该探测器有效体积为 11.6 cm3,对于平行于晶体长轴的伽马射线,在 662 keV 处光分效率为 50%。其 4.3% 的能谱分辨率由特征 Cs-137 伽马射线谱线在 662 keV 处的 FWHM 测得。在捕获粒子区外测得的背景计数率为能量大于 40 keV 时每秒 40–50 次,主要源于南大西洋异常区 (SAA) 穿越和持续宇宙射线轰击产生的短寿命与长寿命活化产物。由采集能谱数据的能量切片确定的计数率图显示了各捕获粒子区的预期贡献。仪器获取的早期能谱显示出至少 10 条特征伽马射线谱线以及由探测器及周围材料内活化产物产生的 β 连续谱。截至 2019 年 4 月,仪器已采集超过 1000 小时数据,预计将持续运行至 2019 年 12 月航天器退役。结果表明 SrI2:Eu 为传统碘化钠和碘化铯闪烁体提供了可行替代方案,尤其对于能量分辨率提升两倍将显著改变科学回报的任务。据我们所知,SIRI 是首个在轨使用 SrI2:Eu 闪烁体配合 SiPM 读出的仪器。
引用
@article{arxiv.1907.11364,
title = {Strontium Iodide Radiation Instrument (SIRI) -- Early On-Orbit Results},
author = {Lee J. Mitchell and Bernard F. Phlips and J. Eric Grove and Theodore Finne and Mary Johnson-Rambert and W. Neil Johnson},
journal= {arXiv preprint arXiv:1907.11364},
year = {2019}
}
备注
9 pages, 14 figures, conference IEEE NSSMIC Manchester, 2019