中国科学院创新交叉团队

1、中国科学院创新交叉团队终期评估报告交叉团队名称：空间高能宇宙辐射的探测与研究团队团队成立时间： 2012年10月团队负责人： 李 学 龙依托单位： 西安光学精密机械研究所填表时间： 2016年4月中国科学院人事局说 明一、创新交叉团队项目执行期结束后，团队负责人及其合作者应按照相关管理规定，在项目研究工作的基础上，实事求是地填写本报告中各项内容，并提供必要附件材料，保证填报内容真实、数据准确。该报告作为项目终期评估的主要依据。二、团队依托单位按照相关管理规定，认真审查，确保报告的真实性和准确性。三、附件材料单独装订成册，一式一份报送。四、所有材料不得包含涉密内容，请依托单位严格把关。一、团队成员基本情况负责人姓名性别出生年月最高学位专业技术职务研究领域工作单位联系电话邮箱 李学龙男1976.11博士研究员高维数据分析、模式识别中科院西安光学精密机械研究所15829028028xuelong_团队成员胡炳樑男1973.06博士研究员光学工程中科院西安光学精密机械研究所白永林男1972.03博士研究员物理电子学中科院西安光学精密机械研究所黄 晶女1970.10博士研究员宇宙线物理中科院高能

2、物理研究所吴伯冰男1968.12博士研究员高能天体物理中科院高能物理研究所二、团队主要工作情况及取得的成果（所取得的研究成果应为团队成员共同取得的成果，请不要对团队成员的个人成果进行罗列。） 空间高能宇宙辐射的探测与研究团队面向暗物质等科学问题对空间高能宇宙辐射探测需求，以我国在空间站上构建具有自主知识产权的空间宇宙线观测平台为契机，开展我国原创性的基于三维数字量能器和微光超快成像探测系统的空间高能宇宙辐射探测方法研究， 通过理论分析、样机研制、试验验证，在暗物质的直接探测方法方面取得进展， 提升我国在空间高能宇宙辐射方法研究的国际学术地位。 空间高能宇宙辐射的探测与研究团队开展了空间高能宇宙辐射探测方法理论研究， 提出了具有知识产权的3D数字成像量能器方案， 完成LYSO方案模拟及与CsI方案的对比， 模拟了LYSO方案的方向测量精度和角测量精度， 完成了多种算法的效率排斥比仿真计算; 提出用于数字量能器能量重建新的能量关系，并研究不同重建算法对能量分辨率的影响; 开展了基于三维空间直线拟合方法的簇射轴重建方法研究， 并根据轴对称簇射轮廓进行入射粒子的方向和起始位置重建。空间高能宇宙

3、辐射的探测与研究团队在理论研究的基础上对LYSO方案开展了实验验证， 首先用Cs137放射源进行了LYSO晶体能量分辨率以及光输出均匀性研究，测试结果显示晶体六面之间光输出差别较小，但是不同晶体间光输出差别较大，部分晶体六面间的能量分辨率差别也比较大。其次利用高能所E3试验束多粒子束团进行了LYSO晶体光输出线性试验研究，实验结果表明10e310e7 electrons从直径1cm圆孔入射到3cm边长LYSO晶体正中时，其响应能保持线性，没有观测到明显的饱和现象。空间高能宇宙辐射的探测与研究团队开展了ICCD实验样机的研制工作，进行了多项关键技术攻关，研制出具有能够进行纳秒超快光子级微光探测的高重频ICCD样机。将ICCD样机和高能所大系统进行了联试并完成了高能所所内E3束流实验。2015年11月11日至20日，空间高能宇宙辐射探测设施（HERD）原理样机在欧洲核子中心CERN利用其超能质子束线SPS进行了束流试验，验证了其方案和工艺。利用SPS H4的质子束流和Pb束流条件，完成了10250 GeV e-，400 GeV（原初）、350 GeV p+，100 GeV、50 GeV e

4、+的正入射实验和3度斜入射实验，完成了A/Z=2的Pb核打靶次级粒子实验。累计采集8百万有效触发事例，超额完成了实验计划。初步测量无修正结果好于预期，成簇触发光纤PMT读出，能量分辨好于2%100 GeV (1 sigma)；低量程ICCD读出，能量分辨约5%10 GeV (1 sigma)。空间高能宇宙辐射的探测与研究团队在原理样机的基础上提出我国载人航天高能宇宙辐射探测设施HERD系统对微光超快成像探测系统的指标要求，包括动态范围、帧频和台套数要求。并与国内同行、国际同行开展合作，继续推动HERD系统的进一步优化。并开展关键器件高性能像增强器的国产化研究。空间高能宇宙辐射的探测与研究团队从2012年组建以来，争取了国家自然科学基金仪器专项、国家自然科学基金项目、国家国际合作专项、研究所创新经费支持，获得项目经费上千万。具体如下:1. 用于空间宇宙线和暗物质观测的微光超快成像探测系统研究， 国家自然科学基金科学仪器基础研究专项， 290万， 2014.01-2017.12， 项目批准号11327303。2. 新型ICCD高速微光探测技术研究， 国际科技合作与交流专项， 专项资金456

5、万，2015.4-2018.3， 项目编号2015DFA10140。3. 空间大动态范围三维成像量能器研究，国家自然科学基金面上项目， 100万， 2015.1-2018.12，项目批准号11473028。4. 微光超快成像地面探测验证试验，中科院西安光机所创新基金，320万， 2013-2015。5. HERD 原理样机研制及束流验证试验， 中科院高能所创新基金， 150万， 2015-2016。空间高能宇宙辐射的探测与研究团队从2012年组建以来， 共发表论文13篇， 申请专利7项，其中已授权3项， 软件著作权1项。三、学术合作交流与人才培养情况空间高能宇宙辐射的探测与研究团队根据研究进展，不定期开展学术交流和人员互访， 学术交流内容包括项目联合申请、指标讨论、项目进展、关键技术攻关、试验结果分析等。团队非常重视与国际同行进行学术合作交流， 成功举行了三次herd国际合作研讨会，来自来自意大利佩鲁贾大学、意大利国家核物理研究院、美国麻省理工大学、日本东京大学等单位与会参与了技术交流并提出了宝贵的指导意见。团队与意大利国家核物理研究院下属研究所联合进行了国际科技合作与交流专项的申请，

6、开展进一步的合作。中科院高能所、西光所、意大利佩鲁贾大学、巴里大学、萨伦托大学，瑞士日内瓦大学等单位共计20人参加了2015年11月11日至20日空间高能宇宙辐射探测设施（HERD）原理样机在欧洲核子中心CERN利用其超能质子束线SPS进行了束流试验。实验期间大家就系统方案和实验情况进行了详细的技术交流。团队非常重视人才培养，培养博士研究生2名，硕士研究生6名。并与瑞士日内瓦大学等国外科研机构联合培养科研人员2名。四、经费使用情况已拨经费（万元） 98.5科目经费支出（万元）备注科研合作25.3706 人员互访41.9662人才培养11.4502其他19.7管理费合计98.487如有剩余经费，请进行说明：五、存在的问题、对该项目的建议及其他需要说明的情况 西安光机所和高能所达成协议，即使双方共同参与的研究，知识产权也归主要研究方所有，因此共同署名的研究成果较少。六、团队自评估意见 空间高能宇宙辐射的探测与研究团队面向国际前沿科学问题开展研究，以我国在空间站上构建具有自主知识产权的空间宇宙线观测平台为契机，充分发挥各自学科优势，联合开展我国原创性的基于三维数字量能器和微光超快成像探测系统的空间高能宇宙辐射探测方法研究， 通过理论分析、样机研制、试验验证，在暗物质的直接探测方法研究和设备研制方面取得巨大进展， 积极与国内外同行开展合作交流， 提升我国在空间高能宇宙辐射探测与研究方面国际学术地位。 自空间高能宇宙辐射的探测与研究团队成立以来，联合申请项目经费超过一千万、培养了一批科技骨干和研究生，取得重要科研成果。完成情况自评估优秀良好合格不合格负责人：日期：七、依托单位审核意见负责人： （单位公章）年 月 日

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