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人类对宇宙线的认识有百年的历史,随着探测技术的不断发展对宇宙线有了更加全面了解,而且宇宙线的研究也促进了人类在粒子物理学和天体物理学上的进步。近几十年以来,各国科学家做了多种不同的宇宙线实验,但是很多问题仍然没有正确答案。 天体物理学中,来自外太空的由各种高能粒子组成的射线流叫做宇宙射线。宇宙线加速机制被加速出来的宇宙线粒子叫初级宇宙线,而次级宇宙线则是指初级宇宙线和星际空间的气体发生相互作用中产生的宇宙线粒子。在不同能量宇宙线的观测方法也不同,面临挑战和机遇的新一代宇宙线探测实验诞生了,中国的科学家提出了高海拔宇宙线观测站(Large High Altitude Air Shower Observatory,简称LHAASO),位于我国四川省甘孜州稻城县,覆盖面积为1平方公里,多种分探测器阵列组成。一平方公里阵列(KM2A)是LHAASO的主体阵列,它有两个主要的科学目标:30TeV以上γ天文和宇宙线膝区物理。山东大学是LHAASO的合作成员负责了对KM2A阵列中的5600多个电子单元探测器的各项性能指标进行测试和标定工作,所以建设了宇宙线标定系统。 论文的第一章讲述了的对宇宙线的认识概括,第二章前几节描述KM2A阵列新型电磁粒子探测器的性能指标要求和设计结构,然后介绍了宇宙线标定系统的结构和工作原理。第三章是根据TGC的位置特性介绍宇宙线标定系统的升级与宇宙线μ子的径迹重建方法,从而提高了系统的位置分辨精度和位置分辨率(看第四章),第三章后面几节介绍系统中应用的延时线对ED电量的影响,计算了延时线对信号的衰减影响多大,接下来对QDC的测量精度进行了刻度,从而为精确测量做了一个准备工作,最后对加延时线和不加延时线测量做了一个对比。 第四章是宇宙线标定系统升级以后的位置分辨率和时间分辨率的计算。计算结果显示位置分辨精度和和位置分辨率都有所提高,然后系统闪烁体探测器的时间延迟做了刻度,刻度用的方法跟升级前一样的,但是刻度中的事例不一样。对系统中的闪烁探测器测量的时间值进行了刻度,计算了八个闪烁探测器的全区域刻度值分布,宇宙线标定系统的时间分辨能力跟建设时基本一致,得到闪烁探测器的时间分辨率为660ps,宇宙线标定系统的重建时间分辨率约为600ps。第五章是系统升级以后的对新型电磁粒子探测器进行测试,由于新型ED探测器的壳子的面积大于系统的测试面积,分两次测量,所以我们分别叫它们是前两个和后两个,时间分辨率为1.59ns和1.60ns,在甄别器阈值电压为-2mV下探测效率为都高于95%,利用系统对μ子径迹的重建能力,对电磁粒子探测器的全区域进行了扫描,检验它的各项性能在全区域上的分布均匀性情况。 第六章是整个工作的一个简单总结。