大亚湾中微子实验中心探测器检漏及精确模拟

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1、中国科学院大学UniversityofChineseAcademyofSciences博士学位论文大亚湾中微子实验中心探测器检漏及精确模拟作者姓名：陈晓辉指导教师：衡月昆研究员中国+科学院高能物理研究所学位类别：理学博士学科专业：粒子物理与原子核物理培养单位：中国科学院高能物理研究所2013年4月2

2、lIlllllllllllJlll(1lllIIIIIqllIKIIIql!llllllY2431754LeakageTestandpreciselysimulationofAntineutrinoDetectorsin

3、DayaBayAntineutrinoexperimentByCHENXiaohuiADissertationSubmittedtoGraduateUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofDoctorofPhilosophyInsitituteofHighEnergyPhysicsApril，2013@2013CHENXiaohui研究生学位论文声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人

4、在导师指导下独立进行研究工作所取得的成果，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。签名：伍篚应薤日期：趁屋垒』目努e关于学位论文使用授权的说明本人完全了解中国科学院高能物理研究所“关于中国科学院高能物理所研究生论文及研究成果使用权的规定"(2001)高发研生字第315号文件，即：高能物理研究所拥有在著作权法规定范围内学位论文的使用权，其中包括：(1)已获学位的研究生必须按规定提交学位论文，高能物理研究所

5、可以采用影印、缩印或其他复制手段保存研究生上交的学位论文；(2)为教学和科研目的，高能物理研究所可以将公开的学位论文作为资料在图书馆、资料室等场所供科研人员阅读，或在所内网站供科研人员浏览部分内容；(3)根据《中华人民共和国学位条例暂行实施办法》，向国家图书馆等相关部门报送可以公开的学位论文。签名：值燧蕴日期：砸肇茎园瑚6士高西摘要中微子物理是当今物理学热点之一，是粒子物理、天体物理和宇宙学之间的交叉前沿与实验研究的热点，对中微子的研究，是找到超出粒子物理标准模型的新物理的突破口。在经过几十年的研究之后，中微子物理已

6、经从发现中微子和中微子振荡发展到了对中微子参数精确测量的时代，在中微子的六个基本参数中，对混合角口13的测量具有至关重要的意义，其数值的大小决定了未来中子物理的发展方向。反应堆中微子实验是测量臼13的主要方法之一。大亚湾反应堆中微子实验就是以精确测量中微子振荡角813为目标的，其物理目标是在90％的置信度下，测量sin2013到0．Ol的精度或者更高。本论文的研究就是基于大亚湾反应堆中微子实验中心探测器研制过程中的检漏工作和探测器精确模拟及AmC本底分析工作展开的。大亚湾实验中心探测器是一个高效率低本底的液体探测器，

7、主要是能过反口衰变来探测反应堆反电子中微子，中心探测器最终会被安装在水切伦克夫探测器中，运行3到5年的时间，在探测器的研制过程中，探测器的密封性是一个至关重要指标，通过设计不同的检漏方法，对探测器不同的密封部位进行检漏，并对达不到密封性要求的部位进行修补，最终保证8个中心探测器的所有部位都满足密封性要求。在后来的实验取数中，中心探测器运行稳定，得到了优质的实验数据。探测器的精确模拟可以对探测器物理性能有一个全面详尽的理解。通过对比实验结果和探测器的模拟结果，调整模拟参数，修改模拟中的物理模型，合理解释了探测器的一些物

8、理响应。最终在实现对探测器精确模拟的基础上，通过对模拟数据的分析，研究实验本底，给出一些重要的实验结果。AmC刻度源带来的关联本底和非关联本底是实验中的一项重要误差来源，通过对AmC源的模拟和真实数据的分析以及强AmC实验给出了AmC源带来的本底及误差。探测器的检漏工作在大亚湾实验探测器研制过程中开展，并在实验安装过程中进行，在实验开始取数前完成。对中心探测器的精确模拟也在取数过程中进行。通过对真实数据和模拟数据的对比，充分理解了探测器的各种行为，在保证模拟能够很好的探测器和探测器符合的基础上研究实验本底，给出了分析

9、中微子振荡角013所需要的参数。同时，对AmC的本底的分析也如期完成。关键词：中微子振荡，大亚湾实验，中心探测器，检漏，精确模拟，中子关联本底11ABSTRACTNeutrinophysicsisthehotspotinmodernphysics，especiallyisthefrontierofpar—ticlephysics，astroph