有高能加速器的地方就有自己的试验粒子束。试验粒子束流对探测器模型的性能测量和电子学刻度,必不可少。为新型探测器研究开发提供了真实的粒子束流试验,为原创思想和探测器模型进行初试阶段的检验提供了手段。试验粒子靶室辐射环境是多种粒子成分的混合粒子辐射场,为材料科学、农学和遗传学科提供了地面上类似空间宇宙线成分的辐照及辐照损伤研究环境。
高能所试验束作为探测器性能测试的标准粒子束已运行8 年。在中国科学院重大科研装备项目支持下,试验束提高了束流性能并扩大了应用领域,使它成为了我国对外开放的北京中高能标准粒子试验束流装置和多学科应用试验平台(BTBF)。B-TBF 包括3 条试验束流线,目前的主要应用分别是:
1) E1 线成为慢正电子产生和应用的专用束流线;
2) E2 全能量电子线上的束流测量刻度和多电子试验,以及电子束打靶产生的靶室辐射环境,用于材料和探测器辐照损伤试验,电子束与低Z材料相互作用产生的靶室混合粒子辐射场,为农作物品种及其DNA 样品辐照变异研究开辟了新的途径,靶前向角上丰富的质子流应用于单粒子效应试验;
3)电子束流打靶后引出一条次级粒子分析束流线是E3 线,这条分析线提供能量可调的单粒子束,主要应用是为高能探测器研究和原型试验提供试验束流,进行粒子探测器全面的性能试验和检验。
该试验束装置除了向所内探测器束流试验用户和国外合作项目用户提供使用外,还向全国各实验室开放。高能所试验束装置作为对外开放的实验平台,为所内外用户提供运行机时每年500-900小时。近五年来,向用户开放开展了大批的应用研究:
序号 |
实验项目 |
单位 |
运行年份 |
1 |
气体电子倍增器(GEM)探测器 |
清华大学 |
2006 |
2 |
多气隙阻型板(MRPC) |
中国科学技术大学 |
3 |
镀金铍管束流损伤试验
量能器(EMC)本底试验 |
BESIII合作组 |
4 |
生物样品辐照试验 |
中科院遗传所 |
2007 |
5 |
量能器(EMC)本底试验
BEPCII亮度探测器 |
BESIII合作组 |
6 |
多气隙阻型板(MRPC)-高计数率 |
清华大学 |
2008 |
7 |
金刚石薄膜探测器 |
西北核技术研究所 |
8 |
低能X射线望远镜 |
粒子天体物理中心 |
9 |
小麦种子辐照损伤变异 |
农科院作物所 |
10 |
生物样品辐照试验 |
中科院遗传所 |
11 |
羊八井芯探测器(YAC)多粒子刻度 |
粒子天体物理中心 |
2009 |
12 |
MRPC-TOF探测器 |
BESIII合作组 |
13 |
航天电子器件单粒子效应试验 |
西北核技术研究所 |
14 |
航天电子器件单粒子效应试验 |
西北核技术研究所 |
2010 |
15 |
MRPC-TOF探测器 |
BESIII合作组 |
16 |
小麦种子辐照损伤变异 |
农科院作物所 |
17 |
生物样品辐照试验 |
中科院遗传所 |
18 |
多气隙阻型板(MRPC)缪子探测器 |
清华大学 |
重点实验室的电子谱仪和正电子湮没谱仪开放实验也已进行多年。
电子谱仪和正电子谱仪是利用电子和正电子为探针开展分子、原子、团簇、纳米材料、化学和生物材料和凝聚态物质的碰撞谱学和湮没谱学的系统研究,可以测量能量、动量、时间、位置以及它们的关联信息,提供微结构研究的重要的实验数据。电子对撞谱仪和正电子谱学系统已为20多所高校和研究所提供了实验测量和科学研究服务。如哈尔滨工业大学、北京科技大学、复旦大学、华中科技大学、武汉大学、香港大学、河南大学、四川大学、中国科学院金属研究所等。