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硬X射线调制望远镜(HXMT)是一颗宽波段X射线(1-250keV)天文卫星,其核心载荷高能X射线望远镜(HE)工作于硬X射线能区(20keV-250keV),致力于实现硬X射线的高灵敏度巡天观测,描绘硬X射线天图,并对特殊天体作高灵敏度定点观测。为了获得高灵敏度,必须有效地抑制本底。本底主要是由轨道环境中的粒子(gamma射线,质子,电子,中子)和探测器相互作用产生,要估计本底水平,进行低本底设计,就需要准确知道卫星的空间环境信息并进行本底的模拟计算。
本文第一章介绍了HXMT天文望远镜,包括它的仪器,科学意义和科学目标,简单叙述了仪器背景与科学目标的关系,给出了影响本底水平的一些因素,介绍了蒙卡模拟软件在X射线/gamma射线波段天文仪器本底估计中的应用。
第二章介绍了GEANT4蒙卡模拟软件。我们先比较了同类几种蒙卡模拟软件,指出了GEANT4的优势,并介绍了GEANT4的软件结构和基本概念;然后介绍了GEANT4及其配套软件的安装和使用;最后详细阐述了使用GEANT4进行蒙卡模拟的主要步骤。
第三章介绍了HXMT的空间环境和质量建模。HXMT的质量建模包含探测器几何模型和空间粒子输入源模型。质量建模不仅需要知道探测器的几何结构、材料等,还需要知道仪器运行的空间环境信息(粒子种类,分布,流量等)。
第四章介绍了HXMT本底模拟计算的过程。通过对不同木底成份模拟计算,给出总本底随轨道的变化。本章还分析了模拟结果,指出了影响模拟结果的一些因素。
第五章介绍了荷电粒子反符合系统,NaI/CsI复合晶体中大信号造成的死时间计数,不同准直器方案本底的模拟计算。
论文最后给出了对工作的总结以及对将来工作的展望。