一种空间低能电子和质子的探测方法

摘要

本发明公开了一种空间低能电子和质子的探测方法，具体涉及能量范围为0.1~1MeV的负电子和质子的探测方法，属于空间带电粒子探测领域。所述方法步骤如下：（1）让空间中的粒子通过同一均匀磁场，负粒子和正粒子向不同的方向偏转，实现负粒子和正粒子的分离；（2）采用两个一维位置灵敏探测器分别收集负电子和正粒子，根据产生的脉冲电荷信号高度分析，鉴别出正粒子是正电子还是质子，根据偏转半径和磁场强度，计算出质子的能量。所述方法能同时对负电子和质子进行探测，测量结果准确，方法切实可行，通过优化设计后可研制相应的探测器，为空间探测活动服务。

主权项

一种空间低能电子和质子的探测方法，电子在均匀磁场中弯曲了180度，然后被聚焦在一维位置灵敏探测器，在一维位置灵敏探测器中的能量沉淀，根据偏转半径，确定电子的能量，其特征在于：所述方法步骤如下：(1)低能电子和质子的分离让空间中的粒子通过同一均匀磁场(1‑4)，负粒子和正粒子向不同的方向偏转，实现负粒子和正粒子的分离；其中，所述负粒子为负电子，所述正粒子为质子和正电子，磁场(1‑4)方向与粒子的入射方向垂直；(2)低能负电子和质子的探测低能负电子的探测：负电子和正粒子在均匀磁场(1‑4)中分离后，负电子在磁场(1‑4)中偏转180°后用一维位置灵敏探测器D1(1‑5)收集；负电子与一维位置灵敏探测器D1(1‑5)相互作用，并在一维位置灵敏探测器D1(1‑5)中沉积能量，产生电荷脉冲信号；根据电荷脉冲信号产生的位置，获得负电子在一维位置灵敏探测器D1(1‑5)上的入射位置；根据入射位置，获得负电子在磁场(1‑4)中的偏转半径；根据偏转半径和磁场强度，结合公式(1)计算出负电子的能量，$R=3.336\frac{E}{B}{(1+\frac{1.002}{E})}^{\frac{1}{2}}---\left(1\right)$式中，R为负电子在磁场(1‑4)中的偏转半径，单位为cm；E为负电子的能量，单位为MeV，B为磁场强度，单位为kGs；低能质子的探测：负电子和正粒子在均匀磁场(1‑4)中分离后，正粒子经磁场(1‑4)偏转后，用一维位置灵敏探测器D2(1‑1)收集；正粒子与一维位置灵敏探测器D2(1‑1)相互作用，并在一维位置灵敏探测器D2(1‑1)中沉积能量，产生电荷脉冲信号；通过脉冲高度分析，鉴别出正粒子是正电子还是质子；根据电荷脉冲信号产生的位置，获得质子在一维位置灵敏探测器D2(1‑1)上的入射位置；根据入射位置，获得质子在磁场(1‑4)中的偏转半径；根据偏转半径和磁场强度，结合公式(2)计算出质子的能量；$R^{\prime }=3.336\frac{E^{\prime }}{B}{(1+\frac{1839.67}{E^{\prime }})}^{\frac{1}{2}}---\left(2\right)$式中，R′为质子在磁场(1‑4)中的偏转半径，单位为cm；E′为质子的能量，单位为MeV，B为磁场强度，单位为kGs。