一种基于TOF×E方法的空间中能离子探测器设计与仿真
对空间中几十keV到几MeV的中能离子进行成分、能谱和角分布进行测量，具有重要的科学价值和应用意义。中国在载人登月等深空探测计划中明确提出了对中能离子的探测需求，但当前尚未掌握中能离子测量技术。本文提出了一种基于SEE TOF×E方法的中能离子探测器方案，方案包括复合材料二次电子薄膜、电极、位置灵敏MCP探测器和SSD等核心部件的设计，可同时实现对5个方向的中能离子和4个方向的中能电子的测量。结合目前空间粒子探测载荷可实现的硬件时间分辨率、能量分辨率和仿真计算结果，可以发现，该设计可以在40 keV~5 MeV能量范围实现中能离子能谱测量；并能够对40 keV~5 MeV的H离子，45 keV...
| Main Authors: | , , , , |
|---|---|
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Science Press
2023-05-01
|
| Series: | Kongjian kexue xuebao |
| Subjects: | |
| Online Access: | https://www.sciengine.com/doi/10.11728/cjss2023.02.220310027 |
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|---|---|
| author | 张 伟杰 沈 国红 张 珅毅 张 贤国 叶 依众 |
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| author_sort | 张 伟杰 |
| collection | DOAJ |
| description | 对空间中几十keV到几MeV的中能离子进行成分、能谱和角分布进行测量，具有重要的科学价值和应用意义。中国在载人登月等深空探测计划中明确提出了对中能离子的探测需求，但当前尚未掌握中能离子测量技术。本文提出了一种基于SEE TOF×E方法的中能离子探测器方案，方案包括复合材料二次电子薄膜、电极、位置灵敏MCP探测器和SSD等核心部件的设计，可同时实现对5个方向的中能离子和4个方向的中能电子的测量。结合目前空间粒子探测载荷可实现的硬件时间分辨率、能量分辨率和仿真计算结果，可以发现，该设计可以在40 keV~5 MeV能量范围实现中能离子能谱测量；并能够对40 keV~5 MeV的H离子，45 keV~5 MeV的He离子，130 keV~5 MeV的O离子和240 keV~5 MeV的Fe离子进行离子成分分辨；同时可实现对20~500 keV的电子进行能谱测量。 |
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| institution | Directory Open Access Journal |
| issn | 0254-6124 |
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| publishDate | 2023-05-01 |
| publisher | Science Press |
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| spelling | doaj.art-2ac27331004840849d886edd0433b2a72023-08-18T01:28:03ZengScience PressKongjian kexue xuebao0254-61242023-05-014334035110.11728/cjss2023.02.220310027eb33e642一种基于TOF×E方法的空间中能离子探测器设计与仿真张 伟杰0沈 国红1张 珅毅2张 贤国3叶 依众4["中国科学院国家空间科学中心 北京 100190","中国科学院大学 北京 100049","天基空间环境探测北京市重点实验室 北京 100190","中国科学院空间环境态势感知技术重点实验室 北京 100190"]["中国科学院国家空间科学中心 北京 100190","天基空间环境探测北京市重点实验室 北京 100190","中国科学院空间环境态势感知技术重点实验室 北京 100190"]["中国科学院国家空间科学中心 北京 100190","中国科学院大学 北京 100049","天基空间环境探测北京市重点实验室 北京 100190","中国科学院空间环境态势感知技术重点实验室 北京 100190"]["中国科学院国家空间科学中心 北京 100190","天基空间环境探测北京市重点实验室 北京 100190","中国科学院空间环境态势感知技术重点实验室 北京 100190"]["中国科学院国家空间科学中心 北京 100190","天基空间环境探测北京市重点实验室 北京 100190","中国科学院空间环境态势感知技术重点实验室 北京 100190"]对空间中几十keV到几MeV的中能离子进行成分、能谱和角分布进行测量，具有重要的科学价值和应用意义。中国在载人登月等深空探测计划中明确提出了对中能离子的探测需求，但当前尚未掌握中能离子测量技术。本文提出了一种基于SEE TOF×E方法的中能离子探测器方案，方案包括复合材料二次电子薄膜、电极、位置灵敏MCP探测器和SSD等核心部件的设计，可同时实现对5个方向的中能离子和4个方向的中能电子的测量。结合目前空间粒子探测载荷可实现的硬件时间分辨率、能量分辨率和仿真计算结果，可以发现，该设计可以在40 keV~5 MeV能量范围实现中能离子能谱测量；并能够对40 keV~5 MeV的H离子，45 keV~5 MeV的He离子，130 keV~5 MeV的O离子和240 keV~5 MeV的Fe离子进行离子成分分辨；同时可实现对20~500 keV的电子进行能谱测量。https://www.sciengine.com/doi/10.11728/cjss2023.02.220310027飞行时间法质量分辨率中能离子中能电子深空探测 |
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