月表的水分布是月球探測的重要科學研究內容。高能宇宙線中的質子轟擊月表可產生大量快中子,快中子經過月表結構慢化之后成為熱中子或超熱中子并向月表周圍空間出射。月表周圍空間的中子能量分布與月表結構的氫元素含量密切相關,通過在軌測量月表周圍空間的中子能譜,可以識別月面的氫元素富集區域,從而間接獲得月表的水分布。為準確獲得月表水分布,計劃發射的“嫦娥七號”月球探測器將搭載中子伽馬譜儀對月表周圍空間的中子能譜進行精確測量。
“嫦娥七號”中子伽馬譜儀探測器由摻硼塑閃組成,可對不同能區的中子進行探測。為保證中子探測器在軌運行測量數據的可靠,初樣和正樣階段均須在已知能量和通量的中子束線上對探測器進行效率刻度和能量響應刻度。
通過48小時的束流測試,研究團隊獲得了“嫦娥七號”中子伽馬譜儀原理樣機從eV至百keV能區的中子能量響應函數及探測效率曲線,為后續的研究打下了堅實的基礎。
圖 1 研究人員在CSNS中子束流線現場進行探測器調試