ATHENA硅孔光学系统的Geant4质量模型及其对软质子散射的影响
天体物理仪器与方法
2018-06-13 v1
摘要
鉴于前所未有的有效面积、新型的ATHENA硅孔光学（SPO）聚焦技术，以及迄今尚无X射线任务飞行过的动态且多变的L2环境，需要专门的Geant4模拟活动来评估低能质子在ATHENA镜面散射的影响及其在X射线探测器上诱发的残余本底水平。该Geant4质量模型作为ESA AREMBES项目活动的一部分，使用BoGEMMS框架构建。一个SPO镜模块行是质量模型的原子单元，从而可通过20次独立运行（每行一次）模拟完整结构。借助BoGEMMS配置文件，单孔、镜模块或整个SPO行均可用同一Geant4几何构建。在单能质子束与单个SPO孔的相互作用中，使用了Remizovich（其弹性近似）与Coulomb单散射Geant4模型。第一种模型的散射效率几乎是后者的两倍，但两种情形均得到相似的极角和方位角分布，约70-75%的散射由单次或双次反射产生。为等离子体片区域建模的软质子通量被用作完整SPO质量模型软质子漏斗效应模拟的输入。ATHENA镜产生的软质子渐晕远弱于XMM-Newton EPIC探测器所观测到的。到达焦平面（定义为半径15 cm）的残余软质子通量，在相同能量下比进入镜面的输入L2软质子群体低10^4倍，其速率与XMM EPIC-pn最强软质子耀发中观测到的值相当或更高。
引用
@article{arxiv.1806.04501,
title = {The Geant4 mass model of the ATHENA Silicon Pore Optics and its effect on soft proton scattering},
author = {Valentina Fioretti and Andrea Bulgarelli and Simone Lotti and Claudio Macculi and Teresa Mineo and Luigi Piro and Debora Bruno and Massimo Cappi and Mauro Dadina},
journal= {arXiv preprint arXiv:1806.04501},
year = {2018}
}
备注
Proceeding of the SPIE Astronomical Telescopes + Instrumentation Conference, 10 - 15 June 2018