Cosmic Ray Radiography of the Damaged Cores of the Fukushima Reactors
μ子在物质中的通过受与电子和原子核的库仑相互作用的支配。与电子的相互作用导致连续的能量损失和μ子的停止。与原子核的相互作用导致角扩散。目前正在研究两种μ子成像方法，即利用宇宙射线μ子的通量衰减和多重库仑散射，作为诊断福岛反应堆受损堆芯的工具。在这里，我们比较这两种方法。我们的结论是，散射方法可以提供有关核心的详细信息。衰减具有低对比度和对核心的小灵敏度。
2012-09-13 astro-ph.IM hep-ex nucl-ex
Obtaining material identification with cosmic ray radiography
μ子通过物质的过程主要受它们与电子和原子核的库仑相互作用的影响。μ子与电子的相互作用导致持续的能量损失和μ子的停止，而它们从原子核的散射导致角“扩散”。通过测量停止的μ子的数量和μ子轨道的角度变化，我们可以估计密度和识别材料。在这里，我们展示了材料识别使用的数据在洛斯阿拉莫斯与迷你μ子跟踪器。
2012-10-23 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
Verifying Spent Fuel Containers Before Deep Geological Storage with Cosmic Ray Muons
国际核保障监督检查员没有办法核查装有反应堆乏燃料的密封储存桶的内容。用于限制辐射发射的重屏蔽衰减和散射燃料发射的光子和中子，从而阻碍这些探头的检查。鉴于若干国家已作出政策决定，开始在深层地质处置库中永久处置乏燃料，这一问题就显得尤为紧迫。宇宙射线μ子的射线照相术提供了一个潜在的解决方案，因为μ子能够穿透燃料桶和燃料，并提供有关燃料桶内容物的信息。在这里，我们在模拟中表明，μ子散射射线照相术可用于检查密封地质储存桶的内容物，并可以区分各种可能的转移情况。这一技术可在永久掩埋于地质处置库之前立即应用，使视察员有最后一次机会核实国家对乏燃料处置的申报。
2019-05-09 physics.ins-det
The ScIDEP Muon Radiography Project at the Egyptian Pyramid of Khafre
ScIDEP 合作组利用闪烁体缪子望远镜从多视角扫描哈夫拉金字塔，旨在发现新内部结构，并介绍了数据采集、模拟框架及初步探测器研究。
2025-03-27 physics.ins-det
Muon Detector for Underground Tomography
我们利用宇宙射线中的μ子来探索隐藏的地下考古结构。本文介绍了一种用于地下μ介子射线照相的紧凑型、基于散射器的宇宙射线μ介子望远镜的设计、模拟研究和第一批实验室结果。
2022-05-07 physics.ins-det
Effects of upward-going cosmic muons on density radiography of volcanoes
μ子层析成像的目的是利用自然界中宇宙μ子流对地质体的屏蔽衰减来反演地质体的密度结构。由于μ子望远镜暴露在开阔的天空中，因此它们会受到相对于感兴趣的微小通量而言强度较大的噪声通量的影响。一个公认的噪声通量来源来自于粒子造成的假轨迹，这些粒子偶然地同时触发了望远镜探测器。这样的通量可以通过使用多探测器望远镜来减少，这样偶然事件就变得非常不可能。在本研究中，我们报告了一种不同类型的噪声通量所造成的上行μ子从后面穿过探测器。我们描述了在瓜德罗普岛和埃特纳火山的拉苏弗里耶尔的实地实验，并详细介绍了高分辨率的时钟系统和统计程序，以检测向上运行的μ子。我们分析了几个数据集，无论是在校准或火山层析成像的情况。所有的数据集显示明显偏置的上行噪声通量的强度可能会达到50%的测量总通量在给定的方向。这种通量对密度射线照相产生的偏差进行了量化，并详细介绍了校正程序。以苏弗里埃和埃特纳火山为例。
2013-07-25 astro-ph.IM physics.geo-ph physics.ins-det
Muon Radiography to Visualise Individual Fuel Rods in Sealed Casks
宇宙射线μ子可用于密封干燥储存桶中乏核燃料的非破坏性成像。穿过后的μ子的散射数据提供了关于由此穿透的材料的信息。基于这些性质，我们调查和讨论的理论上的可行性，检测单个失踪的燃料棒在一个密封的木桶首次。我们进行模拟的垂直站立的通用桶模型装载燃料组件从压水反应堆和μ介子探测器放置在桶的上方和下方。通过分析的散射角和应用的显着性比率的基础上的Kolmogorov-Smirnov检验统计量，我们得出结论，丢失的棒可以可靠地确定在一个合理的测量时间段内，这取决于它们的位置在组件和木桶，和上的角度接受标准的主要，传入μ子。
2021-02-16 physics.app-ph physics.ins-det
Muon radiography experiments on the subway overburden structure detection
本研究利用便携式μ子探测器对在建地铁车站上覆层进行短时间扫描，成功探测到结构厚度突变与未知异常，验证了天然μ子快速探测隧道上覆异常结构的可行性。
2023-03-17 physics.app-ph physics.ins-det
The Study of Ratio Algorithm for Radiographic Imaging with Cosmic-ray Muons
文献[1]提出了一种新的μ子射线照相技术，该技术利用这些粒子的多次库仑散射进行无损检测，而不使用人工辐射。本文提出了一种新的成像算法-比值算法。重建了实验产生的宇宙射线μ子射线照片。更重要的是，重建只使用了793 μ子的数据。
2018-10-12 hep-ex physics.ins-det
End-to-end simulations of the MUon RAdiography of VESuvius experiment
VESuvius（MURAVES）项目的MUon射线照相术旨在研究Mt.维苏威火山，那不勒斯（意大利）附近的活火山，通过测量其密度分布通过μ子通量衰减。其数据与重力和地震测量活动的数据相结合，将用于更好地确定火山口底部的火山塞。我们报告的发展，一个端到端的模拟框架，以进行准确的调查的实验约束的影响，并比较模拟，在不同的模型假设，与实际观察。探测器模拟设置使用GEANT4和宇宙粒子发生器的研究已经进行，以确定最适合我们的模拟框架。为了模拟真实数据，GEANT4原始命中通过模拟数字化转换为簇：首先对每个闪烁体条求和能量沉积，然后通过数据驱动程序转换为光电子数。这之后是与真实数据相同的聚类算法和相同的跟踪代码。我们还报告了利用PUMAS和GEANT4研究μ介子通过岩石的运输。在本文中，我们详细阐述了我们的技术选择的理由，包括速度和精度之间的权衡。这里报道的发展是普遍感兴趣的μ子射线照相术，并可以应用于类似的情况下。
2021-11-17 hep-ex physics.ins-det
Imaging the inside of thick structures using cosmic rays
作者在这里提出了一种新的方法来图像加固元件内厚的结构和示范测量的结果上建立在洛斯阿拉莫斯国家实验室的模拟墙。该方法被称为“多重散射μ子射线照相术”，依赖于使用宇宙射线μ子作为探针。本文中描述的工作是为了证明该技术的可行性，作为一种手段来成像佛罗伦萨大教堂Santa Maria del Fiore圆顶的内部，这是联合国教科文组织世界遗产之一，也是现存最引人注目的建筑之一。其结果表明，该技术作为一种工具的有效性，以射线照相厚结构和图像更密集的对象在他们内部。
2016-01-06 physics.ins-det
Assessing the Feasibility of Interrogating Nuclear Waste Storage Silos using Cosmic-ray Muons
μ子射线照相是一个快速发展的应用科学研究领域。近年来，许多探测器技术和成像技术，利用库仑散射和吸收特性的宇宙射线μ子已经开发了各种结构的非破坏性分析在广泛的应用。这项工作提出了第一个结果，评估使用μ子询问废物筒仓在英国核工业的可行性。两个这样的方法，使用不同的技术，利用这些属性，以前已经出版，并显示有前途的结果，从模拟和实验数据的屏蔽高Z材料和密度变化的检测从火山化验。这两种探测器系统都基于闪烁体和光电倍增管技术。专门的模拟研究，使用这些技术和图像重建技术的结果，提出了一个中型的核废料储存设施充满了混凝土和铀样品阵列。这两个结果都突出表明，有可能在数周的实时持续时间内识别厚度大于5厘米的各种铀物体。增加的贡献，从库仑散射的混凝土内的结构阻碍了这两种方法的能力，以解决对象的2厘米尺寸，即使增加统计。这些结果都取决于设施内物体的位置和探测器的位置。不同厚度的混凝土，这反映了未知的组成下的结构询问的结果，也一起进行了一系列的数据收集时间的研究。预计随着进一步的研究，μ子射线照相术在一个，或这两种形式，将在未来的工业应用中发挥关键作用，在英国核工业。
2014-11-10 physics.ins-det
The simulations chain of the MURAVES experiment
VESuvius（MURAVES）项目的MUon射线照相术旨在研究Mt.维苏威火山是意大利那不勒斯附近一座危险的活火山。一个详细的蒙特卡罗模拟框架是必要的，以调查的实验约束的影响，并执行与实际观测的比较。我们的蒙特卡罗设置结合了各种蒙特卡罗程序，解决宇宙μ子模拟的不同方面，从地球高层大气中的μ子生成到探测器的响应，包括与火山物质的相互作用。我们将详细说明我们的技术选择的理由，包括速度和精度之间的权衡，以及所吸取的经验教训，这些经验教训对于μ子射线照相中的类似用例具有普遍意义。
2022-02-07 physics.ins-det
Cosmic ray muon computed tomography of spent nuclear fuel in dry storage casks
利用宇宙射线μ子散射的射线照相术已被证明是通过重屏蔽对核材料进行成像的成功方法。特别令人感兴趣的是监测干储存桶，以防止乏反应堆燃料中所含钚的转移。使用μ子跟踪探测器，围绕一个圆柱形的木桶，宇宙射线μ子散射可以同时测量从所有的方位角，给出完整的层析覆盖的木桶内部。本文介绍了第一次应用过滤反投影算法，通常用于医学成像，宇宙射线μ子成像。通过GEANT4模拟研究了监测干贮存桶中乏核燃料的具体应用。在一个典型的乏燃料桶周围放置一个圆柱形μ介子跟踪探测器，可以在不到两天的暴露时间内以高置信度确认桶中的内容。通过移动较小的检测器以从多个角度观察桶，可以获得类似的结果。
2016-04-29 physics.ins-det
The MURAVES experiment: study of the Vesuvius Great Cone with Muon Radiography
MURAVES实验旨在对Mt.维苏威火山，利用由宇宙射线产生的μ子。虽然目前处于静止状态，但火山在其人口稠密的环境中具有巨大的危险。具有挑战性的测量岩石密度分布在其顶峰的muography，结合数据从其他地球物理技术，可以帮助建模可能的喷发动力学。MURAVES装置由三个独立且相同的μ子跟踪器阵列组成，总敏感面积为3平方米。在每个跟踪器中，由塑料反射器制成的4个XY跟踪平面的序列由插入在两个下游平面之间的60 cm厚的铅壁补充，以改善对来自低能量μ子的背景的抑制。设备当前正在采集数据。第一个数据样本的分析的初步结果。
2022-02-24 physics.geo-ph physics.ins-det
Exploring Advanced Detector Technologies for Muon Radiography Applications
本文研究将mRPC和THGEM等先进气体探测器用于μ子成像，以提升μ子望远镜的时间与空间分辨率及本底抑制能力，并报告原型设计与Geant4模拟的初步结果。
2024-01-14 astro-ph.IM physics.ins-det
The potential applications of muography to revealing sea shipwrecks
本研究利用GEANT4模拟水下缪子通量，评估缪子成像技术在50米深处沉船探测中的应用，证明其能区分水、油和高密度材料，为水下危险评估提供可行工具。
2025-10-08 physics.ins-det
The application of muon tomography to the imaging of railway tunnels
宇宙射线μ子射线照相术利用高穿透力的宇宙射线μ子来成像感兴趣的对象的密度分布。在这里，我们报告的第一次试验，使用便携式现场部署的宇宙射线跟踪系统，以图像的整个覆盖层的英国铁路隧道与短时间扫描（c。30分钟）。一个未知的覆盖层空洞被发现，并在试验后得到铁路当局的确认。这些实验证明了隐藏的施工竖井的识别具有高水平的统计显著性，作为数据内的密度异常。
2019-06-13 physics.geo-ph physics.ins-det
Monitoring temporal opacity fluctuations of large structures with muon tomography : a calibration experiment using a water tower tank
利用次级宇宙μ子对地质构造密度分布进行成像在过去十年中得到了显着发展。最近的应用表明，该方法对监测火山内部的岩浆上升和火山气体运动很有意义。μ子射线照相术可用于监测含水层和近地表临界区的密度变化。然而，μ子射线照相监测可达到的时间分辨率仍然研究不足。它受到目标外部波动源的影响，并受到实验期间检测到的粒子数量有限的统计影响。本研究记录这两个问题在一个简单的和良好的约束实验环境：水塔。我们使用的数据来讨论的影响，扰动信号的大气变率，并提出校正公式来提取μ子通量的变化与水位的变化。统计学的发展确立了μ子射线照相监测作为目标厚度（即不透明度）的函数的可行性域。厚度在$\simeq$ 50 $\pm$ 30米水当量之间的物体对应于最佳时间分辨率。较薄的物体有一个退化的时间分辨率，强烈依赖于天顶角，而较厚的物体（如火山）的时间分辨率则不会。
2016-03-19 hep-ex physics.geo-ph physics.ins-det
Principle Study of Image Reconstruction Algorithms in Muon Tomography
μ子层析成像是一种相对较新的射线照相方法，它利用来自宇宙射线的μ子及其多次库仑散射特性来区分材料。世界各地的研究人员一直在开发各种检测系统和图像重建算法，用于μ子断层扫描应用，如核反应堆监测和违禁品货物检查。本文研究了μ子层析成像的图像重建原理。一些流行的算法与我们的模拟数据集的实现和比较，以及未来的改进，以更好的图像质量和材料的歧视性能的一些想法。
2019-12-19 hep-ex physics.ins-det
Discovery of a big void in Khufu's Pyramid by observation of cosmic-ray muons
大金字塔或胡夫金字塔建于吉萨高原（埃及）在第四王朝的法老胡夫（基奥普斯），谁统治从2509年至2483年。尽管它是地球上最古老、最大的纪念碑之一，但人们对它是如何建造的却没有共识。为了更好地了解它的内部结构，我们使用μ子对金字塔进行了成像，μ子是宇宙射线的副产品，只能被石头部分吸收。由此产生的宇宙射线μ子射线照相术使我们能够以非侵入性的方式可视化金字塔中已知和潜在未知的空洞。在这里，我们报告了在大画廊上方发现的一个大空洞（截面与大画廊相似，最小长度为30米），这是自19世纪以来在大金字塔中发现的第一个主要内部结构。这个空洞被命名为扫描金字塔大空洞（ScanPyramid Big Void），首先用安装在皇后室（名古屋大学）的核乳胶胶片观察到，然后用安装在同一室（KEK）的闪烁体探测器确认，并用金字塔外的气体探测器（CEA）再次确认。因此，通过三种不同的μ子探测技术和三种独立的分析，以高置信度探测到了这个大空洞。这些成果构成了对胡夫金字塔及其内部结构的理解的突破。虽然目前还没有关于这个空洞的作用的信息，但这些发现表明现代粒子物理学可以为世界考古遗产提供新的启示。
2017-11-21 physics.ins-det
A Background-Free Direction-Sensitive Neutron Detector2 A Background-Free Direction-Sensitive Neutron Detector
我们展示了一种新型探测器的数据，该探测器可用于确定快中子和热中子的中子通量、能量分布和中子运动方向。许多中子探测器受到来自X射线和伽马射线的大背景的困扰，并且大多数当前的中子探测器缺乏单事件能量灵敏度或关于中子方向性的任何信息。即使是最好的探测器也会受到宇宙射线中子背景的限制。所有应用（中子散射和射线照相术、太阳和宇宙射线中子通量测量、中子相互作用截面测量、核设施中子监测、石油勘探和寻找裂变大规模毁灭性武器）都将受益于该探测器改进的中子探测灵敏度和改进的中子特性测量。探测器不受X射线、伽马射线、β粒子、相对论性单电荷粒子和宇宙射线中子的背景影响。它对热中子、裂变中子和高能中子敏感，每个能量范围的探测特征都不同。它能够根据中子被氦核弹性散射的特性确定裂变中子源的位置。我们建造的探测器可以在不到一分钟的观察时间内，在一米远的地方识别一克反应堆级钚。
2009-06-22 physics.ins-det
BLEMAB European project: muon imaging technique applied to blast furnaces
BLEMAB欧洲项目（Blast furnace stack density Estimation through online Muon Absorption measurements）是MuBlast欧洲项目的发展，旨在详细研究Muon射线照相技术应用于高炉内区成像的能力。特别地，所谓的内聚区（即缓慢向下移动的材料开始软化和熔化的空间区）的几何形状和尺寸在高炉本身的性能中起重要作用。由于自然宇宙射线μ子辐射的高穿透能力，μ子透射射线照相术代表了一种适当的非侵入性方法，用于对大型高密度结构（如高炉）进行成像，其线性尺寸可达几十米。一个最先进的μ子跟踪系统，其设计得益于我们在该领域的长期合作经验，目前正在开发中，并将于2022年在德国不来梅的安赛乐米塔尔工厂的高炉上安装数月。收集的数据将被用来监测炉内平均密度分布的时间变化。μ子射线照相结果也将与通过增强的多点探针和标准高炉模型获得的测量结果进行比较。
2022-01-20 hep-ex physics.app-ph physics.ins-det
Simulation of a first case study for magnetic field imaging with the Magic-$μ$ technique
到目前为止，大多数的muography（或宇宙射线μ子射线照相术）的发展都是基于初级宇宙射线和地球大气核之间的核相互作用产生的宇宙射线μ子的散射或吸收。muography在各个学科中的应用越来越多。我们小组最近提出了一种新的使用这种技术来测量磁场的方法。这种新的应用利用了宇宙射线μ子的电荷，由于磁场产生的洛伦兹力，它们会改变轨道。在这项研究中，我们提出了一个可行性研究所提出的技术，通过模拟一个简单的偶极磁铁使用三维有限元解决方案包AMaze，连同PHITS蒙特卡罗模拟工具。在AMaze中计算磁体周围的磁场通量密度分布，并输入PHITS代码。正负宇宙射线μ子是基于PHITS分析辐射模型（PARMA）产生的。利用PHITS研究了磁场开启和关闭时两种位置灵敏闪烁体探测器上μ子计数率图的比较。模拟结果显示了磁体对计数率图的影响，并有望用于新提出的宇宙射线μ子的应用，磁场的成像。
2022-01-19 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
Automated object detection for muon tomography data analysis
针对海运集装箱安检问题，本文采用PoCA三维重建与最近邻滤波算法，在μ子层析成像数据中自动检测并精确定位隐藏的危险或违禁物品。
2023-12-17 physics.ins-det
Study of Particle Multiplicity of Cosmic Ray Events using 2m$\times$2m Resistive Plate Chamber Stack at IICHEP-Madurai
在IICHEP-Madurai（\ang{9;56;14.5} \，N \ang{78;00;47.9} \，E，在表面上）建立了由12层尺寸为2\，m\，$\times$\，2\，m的玻璃电阻板室（RPC）组成的实验装置，以研究印度工业中大规模生产的RPC的长期性能和稳定性。这个装置一直在收集由带电粒子通过触发的数据。本文介绍了宇宙线相互作用引起的带电粒子多重数的测量。最后，将计算结果与CORSIKA模拟的不同强子模型进行了比较。
2020-12-11 astro-ph.HE hep-ex physics.ins-det
Rapid muon tomography for border security
本文研究利用蒙特卡洛模拟评估μ子断层成像在边境安全中的应用，提出通过实时分析μ子散射与吸收率在10-20秒内快速检测货物异常，无需等待三维图像重建，从而显著提升扫描效率。
2025-09-24 physics.app-ph physics.ins-det
Measurement of Cosmic Muon angular distribution and vertical integrated flux by 2m$\times$2m RPC stack at IICHEP-Madurai
50千吨INO ICAL是印度Theni的一个地下高能物理实验（$9^{\circ}57'N$，$77^{\circ}16'E$），目的是利用大气中微子研究中微子振荡参数。电阻板室（RPC）已被选为ICAL探测器的有源探测器元件。在马杜赖的IICHEP建立了一个由12层尺寸为2 μ m、$\times$ μ m的玻璃RPC组成的实验装置，以研究印度工业大规模生产的RPC的长期稳定性和性能。本文介绍了在马杜赖（距海平面160 m的$9^{\circ}56'N,78^{\circ}00'E$和海拔$\approx$）对RPC的性能和μ子角分布的研究。
2017-06-03 hep-ex physics.ins-det
Characterising encapsulated nuclear waste using cosmic-ray muon tomography
使用宇宙射线μ子的库仑散射的层析成像技术先前已被证明可以成功地识别和识别空气基质中的低Z和高Z材料，并使用原型反射纤维跟踪器系统。这些研究是一系列研究中的第一项，旨在评估该技术和图像重建技术在表征英国核工业遗留核废料容器的潜在高Z含量方面的可行性。目前的工作继续进行可行性研究，并提出了第一个图像重建的实验数据收集使用这个小规模的原型系统的低和高Z材料封装在一个混凝土填充的不锈钢容器。在厚钢套管、混凝土基质和所分析的样品材料之间观察到明显的区别。这些重建的对象，并详细讨论了未来的工业场景的影响。
2014-10-27 nucl-ex physics.ins-det
Volcanoes muon imaging using Cherenkov telescopes
对火山内部结构的详细了解是火山灾害评价的关键之一。为此，在过去十年中，已经提出了使用宇宙μ子粒子的地球物理射线照相技术。通过测量μ介子通量的微分衰减作为岩石数量的函数，沿着不同的方向交叉，有可能确定火山内部的密度分布。到目前为止，许多实验都是基于探测穿过由散射器或核乳胶平面组成的矢端镜的μ子径迹。利用基于大气切伦科夫成像技术的望远镜，我们提出了一种新的方法来研究火山内部，检测穿越火山后幸存的相对论宇宙射线μ子产生的切伦科夫光。沿着μ子路径产生的切伦科夫光被成像为一个典型的环形图案，包含了重建粒子方向和能量的所有必要信息。我们的新方法提供了一个可忽略的背景和提高空间分辨率的优势。为了测试我们的新方法的可行性，我们进行了模拟与玩具模型的基础上的几何参数的应科院SST-2 M，即成像大气切伦科夫望远镜目前正在安装到埃特纳火山。将我们的模拟结果与以前基于粒子探测器的实验进行比较，我们获得了至少10倍的灵敏度。研究结果表明，我们在不到4天的时间内解决了一个位于火山内部的半径约为100 m的空圆柱体，这意味着岩浆速度的限制为5 m/h。
2015-11-05 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.geo-ph
