1 清华大学工程物理系，北京 100084
2 禁核试北京国家数据中心，北京 100085
地震、次声和水声是《全面禁止核试验条约》（CTBT）规定的3种远距离波形监测技术手段，目前CTBT国际监测系统（IMS）的地震、次声、水声监测台站基本采用传统的电学传感设备。分布式光纤传感技术是一种新型的传感技术，仅利用单根光纤的光学效应即可获得沿线各点处的振动或应变，在禁核试核查监测领域展现出广泛的应用前景。分布式光纤传感技术的原理及发展现状表明，分布式光纤传感技术在地震、次声、水声监测方面可直接应用于探测系统获取振动信息，还可应用于现有光纤通信设施获取信息作为监测数据的补充。基于分布式光纤传感技术的探测系统具备的分布式测量、灵敏度高、稳定性好等特点，为地震、次声、水声等探测设备的改进提供了新思路；但分布式光纤传感系统通道密集、采样率高、数据量大的特点，对监测数据的实时处理提出了新的挑战。此外，分布式光纤传感技术的应用对IMS监测能力所带来的影响还需进一步的研究和评估。
分布式光纤传感 地震监测 次声监测 水声监测 激光与光电子学进展
2023, 60(21): 2100003
1 清华大学 工程物理系北京 100084
2 NRC "Kurchatov Institute" 俄罗斯 莫斯科 123182
加速器驱动次临界系统（Accelerator Driven Sub-critical System，ADS）是最具潜力的下一代核能系统选型之一，准确评估ADS散裂靶内产生的长寿命放射性核素含量是应用研究中的重要课题，利用质子活化法可以有效评价质子与散裂靶材料发生相互作用产生长寿命核素的反应截面。4个质子辐照天然铅样品分别被能量为40 MeV、70 MeV、100 MeV和400 MeV的质子照射90 min、75 min、40 min和25 min，在冷却约20 a后，利用中国锦屏地下实验室（China Jinping Underground Laboratory，CJPL）的超低本底γ谱仪GeTHU进行测量，使用SAGE（Simulation and Analysis for Germanium Experiments）模拟框架计算了GeTHU的探测效率，测定了能量为40 MeV、70 MeV、100 MeV和400 MeV质子与天然铅发生natPb（p，x）207Bi和natPb（p，x）194Hg反应的总产生截面，并与其他理论及实验工作的结果进行了比较，基于相同样品的实验测量结果在误差范围内保持一致，natPb（p，x）207Bi的反应截面与TENDL的评价截面更为接近，natPb（p，x）194Hg的截面结果与INCL++/ABLA的理论预期保持一致，这些截面结果为ADS设施的放射性废物评估提供了实验依据。
GeTHU 激发函数 铅靶 剩余核素 CJPL GeTHU Excitation function Pb-target Residual nuclides CJPL
1 宁波永新光学股份有限公司,浙江 宁波 315040
2 浙江大学光电科学与工程学院,浙江 杭州 310027
3 浙江农林大学暨阳学院,浙江 诸暨 311800
为了防止彩色数码反射显微镜的白平衡算法失效,提高图像颜色采集精度,提出了基于非RAW数据的数码相机色度特征化方法。首先,利用色卡中性色块建立基于幂函数的非线性校正模型,将非RAW数据转换为与场景辐亮度线性相关的数据。然后,建立色度特征化模型。最后,通过实验测试非RAW数据校正前后的色度特征化精度,并分析光源亮度变化对非线性校正模型及色度特征化精度的影响。结果表明,校正后的非RAW数据将提高色度特征化精度,对于线性色度特征化模型效果尤为明显。同时,光源亮度改变将引起非线性校正模型以及色度特征化精度的变化,当亮度变化不剧烈时,可采用通用非线性校正模型。
视觉 颜色测量 色度特征化 数码相机 显微镜 RAW数据 激光与光电子学进展
2021, 58(1): 0133001
郑逸凡 1,2,3,4,*曾志 1,2,3曾鸣 1,2,3王学武 1,2,3赵自然 1,2,3
1 国家工程实验室, 北京 100084
2 粒子技术与辐射成像教育部重点实验室（清华大学）, 北京 100084
3 清华大学 工程物理系, 北京 100084
4 瑞典皇家理工学院 物理系, 斯德哥尔摩 106 91
在集装箱安检中一个很重要的亟待解决的问题是如何有效地检测出藏在金属中的毒品和爆炸物。传统的X射线CT难以穿透较厚的金属材料，而中子CT引入了很大的放射性，其屏蔽问题是一个难点。相较之下，宇宙线缪子成像是一种有前景的非破坏性成像技术，因为缪子来源于天然的宇宙射线且有足够的能量完全穿透大型集装箱。本文研究了在可接受的测量时间内，宇宙线缪子成像方法能够在何种程度上识别毒品爆炸物与空气和金属。基于清华大学缪子实验平台TUMUTY并通过Geant4模拟宇宙线缪子与物质的相互作用，毒品爆炸物及不同金属材料的散射密度能够被重建出来。基于模式识别的SVM分类器被训练出来对这些材料进行自动识别分类。结果显示，对于边长为20 cm的不同材料的物块，在10到30 min的测量时间内，能够通过缪子成像方法识别毒品爆炸物与金属材料和本底，分类的错误率约为1%；测量时间为1 min时，分类的错误率恶化为12.9%。
缪子成像 散射密度 毒品与爆炸物 模式识别 muon tomography scattering density drugs and explosives machine learning 强激光与粒子束
2018, 30(8): 086002
清华大学 工程物理系, 粒子技术与辐射成像教育部重点实验室, 高能辐射成像国防重点学科实验室, 北京 100084
采用MCNP5模拟与数学计算相结合，并利用探测器晶体几何的轴对称性，建立一种HPGe探测器的无源效率刻度方法。基于此方法的计算程序在使用过程中完全脱离MCNP5，运算时间为1~60 s，可实现点源和同轴圆柱体源的效率刻度，能量范围为50 keV~3 MeV。程序计算结果与实验数据以及MCNP5直接模拟结果比较，误差分别不超过12%和7%，证明方法可行。
蒙特卡罗方法 无源效率刻度 HPGe探测器 Monte Carlo method source-less efficiency calculation HPGe detector
清华大学 工程物理系， 粒子技术与辐射成像教育部重点实验室， 高能辐射成像国防重点学科实验室， 北京 100084
用蒙特卡罗方法对中国锦屏地下实验室(CJPL)的缪子辐射本底进行了模拟。在对宇宙线缪子进行模拟时，依据海平面缪子流强Gaisser公式建立模型，并利用MUSIC程序，模拟了CJPL实验室的剩余缪子归一化能谱，进一步利用FLUKA程序模拟得到了缪致光子、中子的产额和平均能量。结果表明: 剩余缪子的平均能量369 GeV，通量3.17×10-6 m-2·s-1，次级光子总的注量率约1.57×10-4 m-2·s-1，次级中子总的注量率约8.37×10-7 m-2·s-1。通过与世界上其他地下实验室本底水平的对比，表明CJPL的缪子辐射环境低于世界上大多数地下实验室。
宇宙线 缪子 辐射本底 蒙特卡罗方法 cosmic ray muon radiation background Monte Carlo method 强激光与粒子束
2012, 24(12): 3015
1 清华大学 工程物理系, 北京 100084
2 清华大学 粒子技术与辐射成像教育部重点实验室, 北京 100084
使用蒙特卡罗程序Geant4，模拟平行束缪子垂直于理想探测器平面入射法国试验客体(FTO)模型，在模型的上方和下方各放置三块理想探测器，用以输出缪子位置信息，从而确定入射与出射缪子径迹。通过三种方法统计缪子穿过模型前后的透射比，对模型进行透射成像，得到不同的成像结果。统计方法一和方法二分辨力可达2 mm×2 mm，统计方法三可达1 mm×1 mm，Cu与W区分较为明显，而且可显示出FTO模型中心的空气球，FTO模型与模型周围空气的边界十分清晰。模拟结果表明，平行束入射缪子可以进行透射成像。
蒙特卡罗方法 平行束缪子 透射成像 法国试验客体模型 Monte Carlo method parallel muons transmission imaging French Test Object model 强激光与粒子束
2012, 24(12): 2987
1 烽火通信科技股份有限公司，湖北 武汉430074
2 黑龙江齐亿合成树脂有限公司, 黑龙江 齐齐哈尔161002
文章介绍了新一代光缆填充阻水油膏，它的工作机制是利用油膏遇热膨胀的特性将光缆中的空隙填满，从而达到完全隔断水份的目的。文章阐述了热膨胀阻水油膏的研制过程及制作工艺，给出了该热膨胀阻水油膏的性能测试指标。与目前国内普遍使用的遇水膨胀油膏相比，热膨胀阻水油膏具有明显的优势。
热膨胀油膏 疏水性油膏 亲水性油膏 高分子聚合物 thermal expansion gel hydrophobic gel hydrophilic gel high polymer
