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基于X射线光机单光子源研究项目通过验收

行业聚焦点中国仪表网2016年01月07日 17:14人气:14142

  【中国仪表网 行业聚焦点】2016年1月5日,“基于X射线光机单光子源的实现与测量研究”通过专家组验收,该研究由中国计量科学研究院承担。该课题的研究解决了我国长期以来空间科学硬X射线探测器无法实现标定的尴尬局面。
  
  硬X射线调制望远镜卫星(Hard X-ray Modulation Telescope,简称HXMT)的主要物理目标是发现大批被尘埃遮挡的超大质量黑洞和未知类型天体,在硬X射线波段具有世界最高灵敏度和空间分辨率,对未来我国空间天文的发展具有里程碑的意义,预计2016年发射。
  
  高精度的地面标定是空间天文的难题,是实现科学目标的关键。自2011年起,中国计量院与HXMT卫星承担单位中科院高能所启动了HXMT卫星地面标定工作,并于2013年2月正式签订了合作协议。中科院高能所先后拨付中国计量院共计100万元,中国计量院立项基本科研业务费“基于X射线光机单光子源的实现与测量研究”项目,共同开展硬X射线探测器地面标定装置和在轨监督源的研制工作。2014年5月,该装置通过了由HXMT卫星首席科学家李惕碚院士为组长,以HXMT卫星总指挥师、总设计师等10位专家组成的专家组的验收。HXMT卫星首席科学家李惕碚院士等专家对地面标定装置给予了高度肯定,认为标定工作是科学卫星工程中的难点与技术关键,一直是空间天文的难题,这套硬X射线标定装置成功的迈出了第一步,解决了我国“硬X射线调制望远镜”卫星高能X射线探测器地面标定的技术难题。
  
  图为硬X射线探测器地面标定装置(HXCF)
  
  自2014年5月起,前后历时一年,完成了“硬X射线调制望远镜”卫星高能X射线探测器18个正样和3个备份件的地面标定。2015年9月,完成了与意大利Ferrara大学LARIX标定装置的国际比对和交叉标定。
  
  课题建立的硬X射线探测器地面标定装置的能量范围、单色性、单色光比例、注量率、光束线位置和稳定性等指标均超出了HXMT卫星地面标定的技术要求,装置提供的单能X射线能量达到180keV,为目前国际上同类装置最高水平,项目创新性的采用点源外推和蒙特卡罗模拟方法获得了平行束条件下高纯锗探测器探测效率曲线,实现了单能X射线注量的测量,解决了HXMT卫星绝对探测效率标定的技术难题。
  
  为确保地面标定结果在空间应用的有效性,经过对制备工艺的不断改进,项目研制了25个在轨监督源,闪烁光源的能谱峰谷比、活度的不确定度和闪烁光源间活度的一致性等主要技术指标已达到国际先进水平。
  
  双方将继续合作,建立X射线计量联合实验室,将单能X射线源能量上限扩展至300keV,下限扩展至0.5keV,为下一步我国空间科学规划中X射线脉冲星导航卫星、X射线时变与偏振卫星(XTP)、电磁卫星和气象卫星等提供地面标定,也将为全国各类X射线探测器提供校准和性能研究。
(本文来源:中国计量科学研究院转载请注明出处
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