暗物质空间探测器BGO量能器的读出设计

暗物质空间探测器是中国科学院紫金山天文台暗物质空间天文实验室提出的,其目的是为了探测暗物质粒子湮灭可能产生的高能电子和伽玛粒子.整个探测器主要由BGO(Bismuth germanate,锗酸铋)高能图像量能器和闪烁体径迹探测器构成.探测器的能量探测范围将覆盖10 GeV到10 TeV的高能电子和伽玛粒子,其中高能粒子的能量主要沉积在BGO量能器中.为了验证探测器方案,紫金山天文台暗物质空间天文实验室设计了暗物质空间探测器BGO量能器的读出系统原型,并对其进行了初步的测试.     

太阳爆发探测小卫星高能暴谱仪

太阳爆发探测小卫星(Small Explorer for Solar Eruptions,简称SMESE)是中国法国合作小卫星.SMESE计划在下一个太阳活动峰年(-2011年)发射上天,同时观测太阳上两类最剧烈爆发现象:耀斑和日冕物质抛射(CME),瞄准当代科学的前沿课题,同时兼顾空间天气学的应用需要.高能暴谱仪(High Energy Burst Spectrometer,简称HEBS)是太阳爆发探测小卫星上3大主要载荷之一,采用世界最新高能量分辨LaBr3闪烁探测器,观测太阳10 keV-600 MeV的高能辐射.其能量分辨优于3.0%@662 keV,高于目前通用闪烁探测器的2倍以上,可望在耀斑和CMEs的能量释放,粒子加速,以及耀斑和CMEs之间的关系研究方面取得突破.     

暗物质粒子探测卫星PSD的在轨状态以及PSD的光衰减行为研究

暗物质粒子探测卫星(DArk Matter Particle Explorer,简称DAMPE)是一颗高分辨多功能的空间探测器,主要用来测量宇宙射线中的高能电子(正电子)、质子、伽玛射线和重离子,卫星已于2015年12月17日发射升空.塑料闪烁体探测器(Plastic Scintillator Detector,简称PSD)是DAMPE的子探测器,位于DAMPE的最上方.主要介绍DAMPE在轨期间PSD的相关内容,包括电压和温度状态,其中PSD的温度变化小于1?C,每个光电倍增管的电压变化小于0.5%.利用卫星传回的数据,研究了PSD晶体内的光衰减行为,根据经验公式得到每条PSD晶体的光衰减长度,利用PSD得到了初步的宇宙射线电荷谱.     

脉冲星星际闪烁的研究进展

综述了脉冲星星际闪烁观测研究的进展，对脉冲星星际闪烁现象，星际介质中电子密度涨落谱，散射等离子体在银河系中的分面等方面的最新研究结果作了介绍。星际闪烁现象和昨际介质的深入理解，使脉冲星星际闪烁已成为研究诸如脉冲星辐射区结构和脉冲星速度等脉冲星本身性质的重要工具。     

硬X射线成像望远镜系统初步研究

介绍了基于傅立叶变换成像技术的硬X射线成像望远镜,利用双层平行光栅对天体X射线源发出的光进行调制编码,调制后的光由闪烁晶体探测器捕捉并进行光电转换,最后由电子学系统读出.调制准直器型望远镜分为空间调制和时间调制两种类型,时间调制系统要求探测器系统的扫描运动,而空间调制系统不需要运动.对光栅制作工艺进行了研究,给出了准直器的基本结构设计,成功制作了空间调制方式硬X射线成像望远镜原型机所需的关键部件,包括8个碘化铯晶体的探测器模块(含光电倍增管PMT)、8通道成型放大器(其中两套为实验备份)和数据获取系统.对这些部件的设计作了介绍,并给出了电子学系统的测试结果.     

月球伽玛射线谱仪的研制及其性能

介绍将用于中国第一颗月球探测卫星主载荷之一的伽玛射线谱仪的结构设计, Monte Carlo模拟结果和原理样机性能测试结果等．该探测器采用CsI(T1)晶体作为闪烁体和反符合技术抑制本底,可探测的射线能量范围为0．3-9．0 MeV,仪器能量分辨率是9．0％(662 keV)．     

行星际闪烁（IPS）单站观测对太阳风速度的诊断

借助于弱散射理论和模式拟合方法，单站行星闪烁观测可以诊断太阳风速度，本讨论了太阳风参数和射电源角尺度对闪烁谱的影响，以及太阳速度的积分效应，结果表明，闪烁谱的特征是与视经下距太阳最近处的太阳风速度直接相关的。     

天宫2号POLAR探测器的低能X射线在轨定标

伽马暴偏振探测仪(POLAR)是天宫2号实验室上搭载的一个γ射线偏振仪,于2016年9月15日搭载在天宫2号进入低轨运行,主要用于探测在50-500 keV能区的硬X射线辐射的线偏振.POLAR由25个模块组成,每个模块有64个塑料闪烁体棒,总计有1600个塑料闪烁体棒,具有较大的有效探测面积和视场.在轨运行期间探测到多个小耀斑,它们的硬X射线光子能量通常小于50 keV,无法直接使用在轨和地面的高能定标结果来进行能谱分析.结合拉马第太阳高能光谱成像探测器(RHESSI)对耀斑SOL2016112907能谱的观测和蒙特卡洛模拟,对耀斑期间被激活的闪烁体棒进行能量低于50 keV的低能相对定标.虽然定标得到的能量阈值(～10 keV)和转换因子相对稳定,但是和高能定标给出的结果相比有显著差异,并且不同闪烁体棒显示出的差异没有明显的规律性.     

行星际闪烁(IPS)单站观测对太阳风速度的诊断

借助于弱散射理论和模式拟合方法，单站行星际闪烁观测可以诊断太阳风速度，本文讨论了太阳风参数和射电源角尺度对闪烁谱的影响，以及太阳风速度的积分效应，结果表明，闪烁谱的特征是与视线上距太阳最近处的太阳风速度直接相关的。     

脉冲星PSR2217＋47的折射闪烁和星际介质电子密度的涨落谱

本探讨脉冲星ＰＳ４２２１７＋４７分米波段流量变化的星际折射闪烁解释。利用衍射闪烁测量所获得的星际介质参数和连续介质的折射闪烁理论，计算了多频率（０．３１，０．４２，０．６１和０．７５ＧＨｚ）上的折射闪烁结构函数，并与观测结构函数加以比较，结果表明，如果星际介质电子密度不均匀性具有幂律谱，那么幂律指数β＝１１／３（即Ｋｏｌｍｏｇｏｒｏｖ谱）能更好地符合观测。     

脉冲星PSR2217＋47的折射闪烁和星际介质电子密度的涨落谱

本文探讨脉冲星ＰＳＲ２２１７＋４７分米波段流量变化的星际折射闪烁解释。利用衍射闪烁测量所获得的星际介质参数和连续介质的折射闪烁理论，计算了多频率（０．３１，０．４２，０．６１和０．７５ＧＨｚ）上的折射闪烁结构函数，并与观测结构函数加以比较。结果表明，如果星际介质电子密度不均匀性具有幂律谱，那么幂律指数β＝４要比β＝１１／３（即Ｋｏｌｍｏｇｏｒｏｖ谱）能更好地符合观测。     

借助光压将探测器推向月球

若采用圆型限制性三体问题模型，从近地停泊轨道上发射一个月球探测器，其最小初始速度必须使相应的Jacobi常数C小于某一临界值C2。但这仅仅是探测器可能飞向月球的必要条件，而且这样飞向月球耗时过长。若采用Hohmann转移轨道，则需要获得较大的变轨冲量，能量消耗较大。如果需要仔细探测地月空间环境，而又不必很快地飞往月球，那么采用较大的太阳帆板，并使其法向有一特殊指向，可借助太阳光压加速引导探测器在不长的时间内飞向月球。利用相应的分析和计算，证实上述考虑是有效的，而且若使太阳帆板截面积大到一定程度（如果技术上能实现），则无需任何动力，也可借助光压将探测器推向月球，就像一条太空帆船（简称太空帆）。     

类星体0917＋62快速射电变化和星际折射闪烁

本文分析类星体０９１７＋６２在波长６ｃｍ和１１ｃｍ上快速变化（时标１天）的结构函数．讨论在什么条件下，这种快速变化可用星际折射闪烁来解释．结果表明，折射闪烁解释对星际介质和射电源结构提出了相当明确的限制：散射介质应为连续介质，其有效距离应０．４ｋｐｃ；射电源应包含０．０５—０．１ｍａｓ的致密结构．对快变射电源方向上脉冲星的测量以确定星际介质特性和用ＶＬＢＩ测量快变射电源中的小角径成分，将是检验星际折射闪烁解释的必要途径．     

ROTI计算策略的初步分析比较

由电离层闪烁和TEC(Total Electron Content)监测仪获取的振幅闪烁指数S4和相位闪烁指数σ?是电离层闪烁研究中最常用的参数,由双频GNSS(Global Navigation Satellite System)接收机获取的电离层TEC变化率指数ROTI(Rate of TEC Index)与S4指数的相关性已得到很多相关研究的验证,ROTI也是电离层闪烁研究的一个有效参数,这样就使利用全球分布的大量GNSS观测数据开展电离层闪烁研究成为可能.但是在不同的研究中计算ROTI所使用数据的采样率和计算间隔有所差异,对于计算策略的选择尚无定论.利用海南三亚1 s、15 s和30 s采样率的GNSS双频观测数据与电离层闪烁和TEC监测仪获取的S4指数,分析了在电离层闪烁发生时,不同计算策略获取的各类ROTI与S4指数的相关性,分析比对了几类ROTI对电离层闪烁的敏感性.分析结果表明:各类ROTI与S4指数都具有较强的相关性,在大多数情况下,不同种类ROTI都可以在闪烁发生期间响应S4指数的变化;不同采样率的ROTI在响应S4指数变化时,判断是否发生电离层闪烁事件的阈值有所差异;由于ROTI和S4指数监测电离层闪烁的机理不同,也会出现几个参数不能同时反映电离层受扰动的情况,在进行电离层闪烁监测、预报和预警时,建议同时采用多个参数综合分析;在同等的电离层条件下,15 s和30 s采样率的ROTI在数值上比较接近,但是两者明显小于1 s采样率的ROTI.使用GNSS接收机进行电离层闪烁观测时,建议采用高于1 s采样率的GNSS观测数据.     

双成分星际介质的折射闪烁

本文用比较严格的理论讨论了由连续介质和散射薄屏组成的星际介质对河外射电源的折射闪烁．对折射闪烁引起的流量变化的结构函数Ｄ（τ）（τ为迟后时间）的计算表明，结构函数的幂律部份的指数Ｐ（Ｄ（τ）（∝τＰ）依赖于上述两个成份的相对散射强度，即在连续介质散射为主的情况下；而在薄屏散射为主的情况下；若两个成份的散射可相比较时，１＜Ｐ＜２．因此本模型可以用于解释在河外射电源和脉冲星中观测到的折射闪烁的结构函数具有不同幂指数的情形，特别是Ｐ～１．５的情形．     

星际闪烁和BLO0716＋71的快速射电变化

利用星际介质的折射闪烁解释在ＢＬ Ｌａｃ天体０７１６＋７１中观测到的射电快速变化的结构函数，确定了对射电源的结构和散射介质特性所提出的条件，为了解释这个源内观测到的射电变化的“快模式”和“慢模式”的转换，必须考虑射电源内致密结构的角径或运动状态的快速变化，射电变化和光学变化的相 性仍然是折射闪烁解释的难于克服的困难。     

太阳闪烁仪设计

太阳闪烁仪是估测近地面大气视宁度的有效仪器.测量经过大气湍流元到达地面的太阳光的闪烁效应,可以用来估计近地面湍流元的大小,太阳闪烁仪正是基于这样的原理制作的.详细介绍了太阳闪烁仪硬件和软件构成,给出了初步的实验结果,实验表明该设计能满足估测近地面大气视宁度的要求.     

太阳风的电波传播观测研究

本文以行星际空烁为主，综述了通过电波传播的观测来研究太阳风的方法及近３０年的观测结果。概述了这种方法的优缺点，基本假设和基础理论，讨论了这种方法所得到的太阳风电子密度谱，太阳风三维结构以及与太阳活动周的关系，特别是肯定了闪烁测量在研究太阳风加速区问题中的作用。并且结合当前的国际日地物理计划指出了９０年代的研究重点。最后，简述了北京天文台密云站射电天文设备用于行星际闪烁观测的可能性及特点。     

日球的边界

日球的边界肖庆山译据英《新科学家》报道，“旅行者”ｌ号和２号探测器发现日球层顶是太阳风粒子猛烈发射到星际物质中去的边缘。这个边界越过冥王星轨道甚远，这一点早已被行星学家们发现。１９９２年深秋，旅行者号探测器接收到来自于日球层顶的较强低频的射电信号。美...     

基于行星际闪烁望远镜的数字波束合成技术研究

对于拟建设的子午工程二期中的明安图行星际闪烁望远镜,数字波束合成技术是其中一项关键技术。针对现有数字波束合成算法无法满足行星际闪烁望远镜的应用需求,对现有的数字波束合成算法进行改进和优化,提出了一种适应于明安图行星际闪烁望远镜的波束合成算法。仿真结果显示,该算法能够很好地满足行星际闪烁望远镜的需求。同时,在单个波束的基础上,也提出了多波束合成的算法,并进行了算法的仿真。