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《中国原子能科学研究院》 2003年
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基于反应堆的电子中微子磁矩及衰变寿命实验研究

辛标  
【摘要】: 最近十年来,中微子物理研究得到了迅速的发展,涉及到上至天体物理,下至地球物理等诸多领域。文章对中微子物理学的发展过程进行了回顾,对中微子应用物理及基础物理研究的最新动态进行了总结。 介绍了台湾反应堆中微子实验研究工作,对实验的物理基础、测量方法及探测装置和电子学获取系统的工作原理进行了说明。该实验的特点在于,用高纯锗探测器对反应堆中微子进行测量,其探测下阈为5keV,低于其它反应堆中微子实验。 反应堆不仅可以作为电子反中微子源,还可以作为电子中微子源。除一小部分裂变产物核可以经由电子俘获过程发出电子中微子V_e外,主要是一些反应堆结构材料核被中子活化后,可以通过电子俘获过程发出电子中微子V_e。这些核素主要有~(50)Cr、~(54)Fe和~(59)Ni等。为充分利用反应堆开展对电子中微子各项物理属性的研究,首次对反应堆电子中微子通量进行了模拟计算。在模拟过程中,以台北国圣核电厂的反应堆为基础,建立了简化的反应堆模型,通过模拟计算求出了电子中微子的通量。文章详细讨论了模拟过程、计算方法及计算结果。模拟计算结果表明,反应堆发出的V_e通量与(?)_e相比约为:2×10~(-3)。 结合模拟计算结果,对高纯锗探测器测得的数据进行了分析。分析的目的是给出电子中微子的磁矩和衰变寿命的限值。论文详细讨论了数据分析的方法及流程,阐明了数掘分析的物理思想。首次给出了通过反应堆中微子实验测得的电子中微子V_e的磁矩和衰变寿命τ_v/m_v的限值。数据分析结果表明,电子中微子磁矩的上限为:μ_(v_e)≤7.9×10~(-9)μB(C.L.68%);电子中微子衰变寿命的下限为:τ/m_v≥1.3 s·eV~(-1) (C.L.68%)。 对利用反应堆进一步开展中微子实验研究的可行性进行了讨论,理论上, 可以通过反应堆中微子来探索太阳中微子丢失之谜。
【学位授予单位】:中国原子能科学研究院
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:O572.3

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