專利名稱：一種空間低能電子和質(zhì)子的探測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種空間低能電子和質(zhì)子的探測(cè)方法，具體涉及能量范圍為O. riMeV的負(fù)電子和質(zhì)子的探測(cè)方法，屬于空間帶電粒子探測(cè)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
空間環(huán)境中的低能帶電粒子容易沉積在航天器表面而使航天器表面帶電。表面帶電可引起靜電放電，產(chǎn)生電磁脈沖，使航天器上的敏感電子元器件損壞或出現(xiàn)功能性障礙，甚至導(dǎo)致航天器任務(wù)的失敗。能量稍高的電子則容易穿透航天器外殼而進(jìn)入航天器內(nèi)部，并沉積在航天器材料中，使航天器產(chǎn)生內(nèi)帶電效應(yīng)。內(nèi)帶電效應(yīng)易造成邏輯電路翻轉(zhuǎn)，導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸出錯(cuò)。另外，內(nèi)帶電效應(yīng)可在很短的時(shí)間內(nèi)在衛(wèi)星介質(zhì)材料局部釋放大量能量，造成航天器敏感部件損壞，導(dǎo)致航天器功能異常。因此，空間低能帶電粒子探測(cè)對(duì)于保障航天器的安全運(yùn)行具有重要意義。 國(guó)內(nèi)外針對(duì)高能帶電粒子的探測(cè)方法和探測(cè)器相對(duì)較多，而對(duì)空間低能電子和質(zhì)子同時(shí)探測(cè)的方法和探測(cè)器卻比較少。因此，本發(fā)明提出了一種同時(shí)探測(cè)空間低能電子和質(zhì)子的方法，該方法不僅能探測(cè)低能電子和質(zhì)子的能量，而且能對(duì)電子和質(zhì)子進(jìn)行鑒別。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種空間低能電子和質(zhì)子的探測(cè)方法，具體涉及能量范圍為O. riMeV的電子和質(zhì)子的探測(cè)方法，所述方法能同時(shí)對(duì)負(fù)電子和質(zhì)子進(jìn)行探測(cè)，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確，方法切實(shí)可行，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)后可研制相應(yīng)的探測(cè)器，為空間探測(cè)活動(dòng)服務(wù)?？臻g帶電粒子包括帶負(fù)電的負(fù)電子和帶正電的正粒子，由于負(fù)電子和正粒子的電性不同，在同一磁場(chǎng)作用下，負(fù)電子和正粒子將分別向不同的方向偏轉(zhuǎn)；空間中的正粒子有很多種，但對(duì)質(zhì)子探測(cè)造成干擾的主要是正電子，所以只要排除正電子的影響即可；由于質(zhì)子和正電子的質(zhì)量相差很大，因此入射在同一一維位置靈敏探測(cè)器的同一位置上的質(zhì)子和正電子，其能量必然不同，它們?cè)谝痪S位置靈敏探測(cè)器中沉積的能量也不同，表現(xiàn)為在一維位置靈敏探測(cè)器D2中產(chǎn)生的電荷脈沖高度不同；基于以上原理，本發(fā)明提供一種空間低能電子和質(zhì)子的探測(cè)方法，所述方法步驟如下(I)低能電子和質(zhì)子的分離讓空間中的粒子通過(guò)同一均勻磁場(chǎng)，負(fù)粒子和正粒子向不同的方向偏轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)負(fù)粒子和正粒子的分離；其中，所述負(fù)粒子為負(fù)電子，所述正粒子為質(zhì)子和正電子，磁場(chǎng)方向與粒子的入射方向垂直；(2)低能負(fù)電子和質(zhì)子的探測(cè)低能負(fù)電子的探測(cè)負(fù)電子和正粒子在均勻磁場(chǎng)中分離后，負(fù)電子在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)180°后用一維位置靈敏探測(cè)器Dl收集；負(fù)電子與一維位置靈敏探測(cè)器Dl相互作用，并在一維位置靈敏探測(cè)器Dl中沉積能量，產(chǎn)生電荷脈沖信號(hào)；根據(jù)電荷脈沖信號(hào)產(chǎn)生的位置，獲得負(fù)電子在一維位置靈敏探測(cè)器Dl上的入射位置；根據(jù)入射位置，獲得負(fù)電子在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)半徑；根據(jù)偏轉(zhuǎn)半徑和磁場(chǎng)強(qiáng)度，結(jié)合公式(I)計(jì)算出負(fù)電子的能量，
權(quán)利要求
1.一種空間低能電子和質(zhì)子的探測(cè)方法，其特征在于所述方法步驟如下 (1)低能電子和質(zhì)子的分離 讓空間中的粒子通過(guò)同一均勻磁場(chǎng)(1-4)，負(fù)粒子和正粒子向不同的方向偏轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)負(fù)粒子和正粒子的分離；其中，所述負(fù)粒子為負(fù)電子，所述正粒子為質(zhì)子和正電子，磁場(chǎng)(1-4)方向與粒子的入射方向垂直； (2)低能負(fù)電子和質(zhì)子的探測(cè) 低能負(fù)電子的探測(cè) 負(fù)電子和正粒子在均勻磁場(chǎng)(1-4)中分離后，負(fù)電子在磁場(chǎng)(1-4)中偏轉(zhuǎn)180°后用一維位置靈敏探測(cè)器Dl (1-5)收集；負(fù)電子與一維位置靈敏探測(cè)器Dl (1-5)相互作用，并在一維位置靈敏探測(cè)器Dl (1-5)中沉積能量，產(chǎn)生電荷脈沖信號(hào)；根據(jù)電荷脈沖信號(hào)產(chǎn)生的位置，獲得負(fù)電子在一維位置靈敏探測(cè)器Dl (1-5)上的入射位置；根據(jù)入射位置，獲得負(fù)電子在磁場(chǎng)(1-4)中的偏轉(zhuǎn)半徑；根據(jù)偏轉(zhuǎn)半徑和磁場(chǎng)強(qiáng)度，結(jié)合公式(I)計(jì)算出負(fù)電子的能量，
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種空間低能電子和質(zhì)子的探測(cè)方法，具體涉及能量范圍為0.1~1MeV的負(fù)電子和質(zhì)子的探測(cè)方法，屬于空間帶電粒子探測(cè)領(lǐng)域。所述方法步驟如下(1)讓空間中的粒子通過(guò)同一均勻磁場(chǎng)，負(fù)粒子和正粒子向不同的方向偏轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)負(fù)粒子和正粒子的分離；(2)采用兩個(gè)一維位置靈敏探測(cè)器分別收集負(fù)電子和正粒子，根據(jù)產(chǎn)生的脈沖電荷信號(hào)高度分析，鑒別出正粒子是正電子還是質(zhì)子，根據(jù)偏轉(zhuǎn)半徑和磁場(chǎng)強(qiáng)度，計(jì)算出質(zhì)子的能量。所述方法能同時(shí)對(duì)負(fù)電子和質(zhì)子進(jìn)行探測(cè)，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確，方法切實(shí)可行，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)后可研制相應(yīng)的探測(cè)器，為空間探測(cè)活動(dòng)服務(wù)。
文檔編號(hào)G01T1/00GK102967871SQ20121045129
公開(kāi)日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月12日
發(fā)明者把得東, 楊生勝, 薛玉雄, 安恒, 石紅, 楊青 申請(qǐng)人:中國(guó)航天科技集團(tuán)公司第五研究院第五一〇研究所