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基于CI-ADS的短基线中微子实验的宇宙线本底研究

中文摘要第3-5页
Abstract第5-6页
第一章 中微子物理与中微子实验第10-56页
    1.1 基本粒子及其相互作用第10-12页
    1.2 中微子味道混合和振荡第12-29页
        1.2.1 中微子的发现及其性质第12-13页
        1.2.2 中微子的质量与中微子振荡第13-18页
        1.2.3 超出标准模型的中微子第18-19页
        1.2.4 中微子源第19-23页
        1.2.5 中微子的探测方式第23-29页
    1.3 中微子实验第29-56页
        1.3.1 太阳中微子反常与太阳中微子实验第29-38页
        1.3.2 大气中微子实验第38-41页
        1.3.3 加速器中微子实验第41-44页
        1.3.4 反应堆中微子实验第44-56页
第二章 中微子实验反常现象与惰性中微子第56-80页
    2.1 中微子振荡实验中的反常迹象第56-62页
        2.1.1 LSND实验异常 (The LSND anomaly)第56-57页
        2.1.2 MiniBooNE实验异常 (The MiniBooNE anomaly)第57-59页
        2.1.3 放射源中微子镓吸收实验异常 (Gallium radioactive sourceexperiments anomaly)第59-60页
        2.1.4 反应堆中微子异常 (The reactor antineutrino anomaly)第60-61页
        2.1.5 宇宙学观测给出的限制第61-62页
        2.1.6 短基线中微子振荡实验的总体现状第62页
    2.2 未来计划的惰性中微子实验第62-80页
        2.2.1 LENS(Low Energy Neutrino Spectroscopy) 惰性中微子探测实验第63页
        2.2.2 RICOCHET:利用低温辐射量热测量法探测中微子相干散射第63-64页
        2.2.3 利用已有的液体闪烁体反中微子探测器和中微子源寻找第四种中微子第64-65页
        2.2.4 利用小尺寸堆芯的实验用核反应堆的短基线中微子振荡实验第65页
        2.2.5 加速器mu子储存环衰变中微子源第65-66页
        2.2.6 IsoDAR(Isotope Decay At Rest,同位素静止衰变) 中微子源短基线中微子实验第66-80页
第三章 基于C(i)-ADS装置的IsoDAR实验第80-85页
    3.1 加速器驱动的次临界系统(Accelerator Driven Sub-critical System,ADS)第80-81页
    3.2 加速器驱动嬗变研究装置(China initiative Accelerator Driven Sys-tem,CiADS)上的IsoDAR第81-82页
    3.3 优化的IsoDAR靶设计第82-85页
第四章 IsoDAR实验宇宙线mu子产生的快中子 (fast neutron) 本底第85-125页
    4.1 快中子本底的来源与性质第86-88页
    4.2 宇宙射线mu子第88-99页
        4.2.1 海平面处宇宙线mu子通量分布第89-92页
        4.2.2 mu子的随机产生第92-94页
        4.2.3 地下mu子通量分布第94-99页
    4.3 mu子产生的快中子本底第99-107页
        4.3.1 mu子产生中子能谱的参数化第100-103页
        4.3.2 反符合与中子屏蔽第103-107页
    4.4 淬灭效应(quenching effect)与快中子的可观测能量第107-125页
        4.4.1 淬灭因子的计算第109-113页
        4.4.2 中子的可观测能谱第113-125页
第五章 宇宙线mu子产生的放射性同位素本底第125-152页
    5.1 宇宙线产生的同位素衰变第125-128页
    5.2 放射性同位素产率的模拟第128-136页
        5.2.1 高能mu子散裂过程产生Li9同位素的产率第130-132页
        5.2.2 mu-俘获产生同位素Li9的产率第132-135页
        5.2.3 宇宙线产生同位素Li9模拟结果与分析第135-136页
    5.3 Li9反符合(vetoing)的可能性第136-152页
        5.3.1 对mu子通过后的时间与径迹附近空间的cut第136-138页
        5.3.2 对mu子停止位置的cut第138-139页
        5.3.3 Li9中子和IBD中子慢信号相对顶点的距离第139-140页
        5.3.4 IBD候选事例与mu子事件的时间间隔分布第140-152页
第六章 灵敏度估计与本底模拟总结第152-165页
    6.1 3+1 模型下中微子的振荡第152-154页
    6.2 IsoDAR实验灵敏度 (sensitivity) 的估计第154-165页
        6.2.1 IsoDAR反中微子计数第154-155页
        6.2.2 IsoDAR灵敏度第155-165页
第七章 总结与展望第165-168页
    7.1 工作总结第165-166页
    7.2 今后工作展望第166-168页
附录A 部分补充的模拟结果第168-176页
    A.1 宇宙线mu子在屏蔽模块(shielding blocks)中的行为第168页
    A.2 宇宙线mu子产生中子与mu子反符合时间第168-170页
    A.3 中子淬灭效应相关的计算第170页
    A.4 IsoDAR基线长度不确定性的模拟第170-176页
参考文献第176-255页
在学期间的研究成果第255-256页
致谢第256页

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