Identification and measurement of muon cosmic radiation using digital spectroscopy system

Abstract

میون‌­ها به دلیل سطح مقطع کوچک برای انجام واکنش، متداول‌­ترین تابش فضایی قابل آشکارسازی در سطح زمین هستند. میون‌­ها همانند سایر ذراتی که از طریق برخورد ذرات پرانرژی تولید می‌­شوند، ناپایدار و دارای طیف توزیع طول عمر هستند. در این مقاله، انرژی و طول عمر تابش میون با استفاده از سیستم طیف‌­سنجی دیجیتال اندازه‌­گیری شده است. در روش ارایه شده همه ماژول­ه‌ای الکترونیک هسته‌­ای آنالوگ حذف و فرایند شکل­ دهی به سیگنال‌­ها و ثبت آن­ها به صورت نرم­‌افزاری انجام شده است. در این اندازه‌­گیری، رویدادهای تابش زمینه به صورت هم­‌زمان با استفاده از دو آشکارساز NaI(Tl) که در زاویه °90 نسبت به سطح افق نصب شده­‌اند، آشکارسازی شدند. سیگنال­‌های ثبت شده در پیش‌­تقویت‌­کننده دو آشکارساز، به صورت مستقیم با استفاده از یک دیجیتایزر شکل ­دهنده موج نمونه‌­برداری و پس از پردازش به صورت لیست داده‌­ها ذخیره شدند. با برنامه‌­نویسی روی لیست داده­‌ها، در حدود 105 رویداد تابش‌­ها میون در مدت زمان دو هفته تشخیص داده شده ­اند. با اندازه‌­گیری فاصله زمانی بین رویدادهای تشخیص داده شده به عنوان تابش میون، طول عمر آن­ها استخراج و با برازش تابع نمایی بر داده‌­های تجربی، طول عمر میون sµ 03/2 تعیین شده است. مقایسه نتایج نشان می‌دهد که طول عمر به دست آمده برای ذره میون در این پژوهش با سایر داده­‌های تجربی مطابقت دارد. گذار از الکترونیک هسته‌­ای آنالوگ به دیجیتال در طیف سنجی تابش میون، سادگی، قابلیت اطمینان بالا، اندازه کوچک و وزن کم سامانه جمع‌­آوری داده و امکان نصب آن بر روی ماهواره­‌های تحقیقاتی را فراهم می‌­کند.