大尺寸闪烁晶体量能器用于空间观测的关键技术研究

With the development of space technology, more and more astronomical instruments were sent to space. Due to the particularity of spaceborne instruments,astronomical payloads should meet the requirements of the launch, transition and other harsh mechanical environments.The mechanical design of most astronomical instruments, especially large size, heavy crystal calorimeter, without considering the impact of the mechanical environment, can not be directly applied to the spaceborne projects.This project will develop a mechanical design of large-size,heavy crystal calorimeter to meet the requirements of space mechanical enviroment through mechanical test, simulation analysis, test verification and other means.

随着空间技术的发展，越来越多的天文科学仪器通过搭载卫星、科学专星的方式进行太空探测。由于星载的特殊性，天文仪器要满足发射、转轨等多种恶劣力学环境的要求，而大多数天文仪器构型设计，尤其是大尺寸、大重量的闪烁晶体量能器的构型设计，均未考虑力学环境的影响，不能直接应用到星载项目之中。本项目通过试验测试、模拟分析、试验验证等手段，对传统大尺寸、大重量的闪烁晶体量能器进行分析设计，提出满足空间力学环境要求的构型设计，结合BGO晶体的光均匀性测试结果以及BGO晶体大动态范围读出方案，为解决类似高能天体物理探测仪器搭载卫星进行空间观测打下基础。

大尺寸闪烁晶体量能器进行空间观测之前，其构型设计需要满足发射、转轨等多种恶劣力学环境的要求。本项目通过设计CFRP支撑结构、研究BGO晶体大动态范围读出方案，最终得到设计出BGO量能器的构型方案，并进行模拟分析和试验验证。所设计的量能器构型方案能够使用于大多数闪烁晶体量能器的设计，相关成果成功用于指导暗物质粒子探测卫星有效载荷BGO量能器的研制，所研制的BGO量能器于2015年底成功随卫星升空进行观测。