我院天文探测技术团队在中国空间站高能宇宙辐射探测设施(HERD)科学载荷技术研制中，承担穿越辐射探测器(TRD)的研制，所研制的TRD原型样机在德国电子同步回旋加速器提供的电子束流进行测试，测试结果与理论预期一致，该工作的论文被《Journal of Instrumentation》期刊接收发表。

HERD是未来中国空间站上的天体物理载荷，主要通过测量宇宙线来搜寻暗物质信号、研究邻近天体源对宇宙线的贡献等。能量作为宇宙线测量的一个基本物理量，其测量精度直接影响着测量的可靠性。目前，由于加速器技术的限制，对于探测器的能量刻度最高只能到几百GeV，而更高能区的刻度则是通过蒙卡外推，这存在着很大的不确定性。TRD利用穿越辐射与粒子种类无关的特性，可以实现在轨TeV能区的能量交叉标定，扩展地面刻度的能量上限，提高TeV及以上能区的能量测量精度。该工作主要是对TRD原型样机进行穿越辐射响应测试，通过地面束流测试来研究TRD的性能，为TRD在轨能量标定及TRD载荷的研制提供指导。

该论文主要测试了动量从1.0至5.6 GeV/c电子的穿越辐射信号，从1.0 GeV/c开始直至约3.0 GeV/c，穿越辐射信号强度随电子动量呈线性增长，该电子能区对应的洛伦兹因子即是TRD在轨的能量标定能区。3.0 GeV/c以上，TR信号强度趋于饱和，该测试结果与理论预期一致。该测试结果对TRD进行TeV能区的能量标定奠定了基础，对TRD标定能区的选择、蒙特卡洛模型的构建、在轨标定的系统误差分析以及标定精度研究提供了参考。

 

图（a）不同材料辐射的可探测TR光子数量与箔厚度的关系；

（b）TRD的响应曲线。

 

论文题目：Monte Carlo simulation of HERD side-on transition radiation detector prototype

论文作者：代聪（硕士生），刘宏邦（通信作者），徐明（中国科学院高能物理研究所），封焕波（博士生），谢斐（教授），刘熙文（博士生），黄永波（助理教授），陆翔，董永伟（中国科学院高能物理研究所），梁恩维（教授）

论文连接：https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-0221/18/03/P03045/meta