澳科一號衛(wèi)星太陽X射線探測器探測效率標(biāo)定研究

樊麗鵬 郭思明 石永強(qiáng) 陳建武 左富昌 周 幸 黃仕葵 舒子瑤 郭鍇悅 郄曉雨 余 濤 吳金杰

1（河北科技大學(xué) 石家莊 050091）

2（中國計(jì)量科學(xué)研究院 北京 100029）

3（北京控制工程研究所 北京 100190）

“澳科一號”衛(wèi)星（Macau Science Satellite-1，MSS-1）是由中國澳門特別行政區(qū)政府和中國國家航天局聯(lián)合研制的科學(xué)與技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星，計(jì)劃于2023年在中國酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心擇機(jī)發(fā)射，利用低傾角（傾角約41°）軌道監(jiān)測赤道附近南大西洋輻射異常區(qū)地磁場與空間環(huán)境。太陽X 射線探測器（Solar X-ray Detector，SXD）是“澳科一號”衛(wèi)星B星（Macau Science Satellite-1B，MSS-1B）的主要科學(xué)探測儀器，旨在監(jiān)測太陽耀斑爆發(fā)，研究第25 個(gè)太陽周期的太陽活動(dòng)，并評估其對太陽活動(dòng)和地球空間環(huán)境的影響［1］。

目前，在軌的新一代軟X 射線太陽光譜儀——中國“風(fēng)云二號”衛(wèi)星搭載的太陽X射線光譜儀［2］和“張衡一號”衛(wèi)星搭載的太陽X 射線監(jiān)測儀［3］、美國地球靜止環(huán)境業(yè)務(wù)衛(wèi)星-16（Geostationary Operational Environmental Satellite-16）搭載的X 射線傳感器［4］和小型X 射線太陽譜儀-1（Miniature Xray Solar Spectrometer-1）衛(wèi)星搭載的太陽X 射線傳感器［5］以及印度“月船2 號”（Chandrayaan-2）衛(wèi)星搭載的太陽X射線監(jiān)測儀［6］等天文衛(wèi)星普遍采用硅漂移探測器（Silicon Drift Detector，SDD）或Si-PIN 探測器。目前，在軌的硬X 射線太陽光譜儀——?dú)W洲航天局太陽軌道飛行器（Solar Orbiter）衛(wèi)星搭載的X 射線成像光譜儀望遠(yuǎn)鏡［7］、中國“夸父一號”衛(wèi)星搭載的硬X 射線成像儀［8］以及印度太陽神-L1（Aditya-L1）衛(wèi)星搭載的高能L1 軌道X 射線光譜儀［9］等天文衛(wèi)星普遍采用碲鋅鎘探測器（Cadmium Zinc Telluride，CZT）或新型閃爍體探測器。而MSS-1B 衛(wèi)星搭載的太陽X 射線探測器包括軟X 射線探測單元（Soft X-ray Detection Unit，SXDU）和硬X 射線探測單元（Hard X-ray Detection Unit，HXDU）兩部分，采用SDD 和CZT 雙通道設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)對太陽X 射線1～600 keV 的綜合寬能量段探測。與同類儀器相比，太陽X射線探測器的能量范圍更廣，能量分辨率更好，具有高探測效率和高時(shí)間分辨率等優(yōu)點(diǎn)。

太陽X射線探測器是MSS-1B衛(wèi)星空間觀測的重要組成部分，要實(shí)現(xiàn)從觀測數(shù)據(jù)到真實(shí)太陽X 射線數(shù)據(jù)的反演，就必須對太陽X 射線探測器的能量響應(yīng)、探測效率等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定，尤其是探測效率的標(biāo)定。為了驗(yàn)證太陽X 射線探測器SDD 和CZT模擬探測效率的準(zhǔn)確性和可靠性，于2022年在中國計(jì)量科學(xué)研究院單能X射線地面標(biāo)定裝置上對SDD 和CZT 進(jìn)行了軟、硬單能X 射線探測效率的標(biāo)定。

中國計(jì)量科學(xué)研究院單能X射線地面標(biāo)定裝置是基于X 光機(jī)晶體衍射產(chǎn)生單能X 射線的輻射裝置，能量范圍覆蓋5～300 keV，可滿足天文衛(wèi)星X 射線探測器在相應(yīng)能量段的標(biāo)定需求［10-12］。近年來，該裝置開展了多個(gè)天文衛(wèi)星的地面標(biāo)定項(xiàng)目，支撐了國家重大科學(xué)工程科學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)［13-15］。硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡（Hard X-ray Modulation Telescope，HXMT）是我國第一顆空間天文X射線衛(wèi)星，其主要載荷高能X 射線探測器（High Energy X-ray Detector，HED）于2017年在該裝置上完成了能量線性、能量分辨率和探測效率的標(biāo)定任務(wù)［16］。引力波暴高能電磁對應(yīng)體全天監(jiān)測器（Gravitational wave high-energy Electromagnetic Counterpart All-sky Monitor，GECAM）是我國專門針對引力波γ 暴探測而研制的科學(xué)衛(wèi)星，其主要載荷γ 射線探測器（Gamma-Ray Detector，GRD）于2020 年在該裝置上完成了能量線性、能量分辨率和探測效率的標(biāo)定任務(wù)（包括4個(gè)探測器晶體吸收邊的精確標(biāo)定）［17］。天基多波段空間變源監(jiān)視器（Space-based multi-band astronomical Variable Objects Monitor，SVOM）是中國和法國科學(xué)家聯(lián)合開發(fā)的一顆天文衛(wèi)星，其主要載荷γ 射線監(jiān)視器（Gamma Ray Monitor，GRM）于2021 年在該裝置上完成了能量線性、能量分辨率、探測效率、溫度響應(yīng)、高壓響應(yīng)和探測器晶體非均勻性測試等多項(xiàng)標(biāo)定任務(wù)［18］，且已標(biāo)定天文衛(wèi)星搭載探測器的實(shí)驗(yàn)標(biāo)定結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果吻合較好，標(biāo)定數(shù)據(jù)結(jié)果可靠，滿足地面應(yīng)用系統(tǒng)對標(biāo)定產(chǎn)品的要求。

利用蒙特卡羅程序MCNP5（Monte Carlo NParticle 5）對“澳科一號”衛(wèi)星太陽X 射線探測器SDD和CZT建立了幾何模型，并對其探測效率進(jìn)行了模擬計(jì)算。在8～20 keV能量段選擇4個(gè)能量值進(jìn)行SDD的探測效率標(biāo)定，在25～120 keV能量段選擇4 個(gè)能量值進(jìn)行CZT 的探測效率標(biāo)定。此外，太陽X 射線探測器包括探測器部分和其他光學(xué)元件，本實(shí)驗(yàn)僅對探測器部分進(jìn)行標(biāo)定和研究。

1 實(shí)驗(yàn)裝置和原理

1.1 單能X射線地面標(biāo)定裝置

本實(shí)驗(yàn)采用單晶單色X射線探測器地面標(biāo)定裝置和雙晶單色X射線探測器地面標(biāo)定裝置兩套單能X射線地面標(biāo)定裝置。

單晶單色X射線探測器地面標(biāo)定裝置如圖1所示，主要由最大陽極電壓為50 kV的銅靶X光機(jī)、單晶單色儀、同步旋轉(zhuǎn)裝置、長度為1.2 m的鉛準(zhǔn)直管、不同孔徑的限束光闌、厚度為1.2 mm 的鉛屏蔽板、三維移動(dòng)平臺(tái)以及高純鍺（High Energy Germanium，HPGe）標(biāo)準(zhǔn)探測器等組成。單晶單色儀和X 光機(jī)設(shè)計(jì)在同步旋轉(zhuǎn)裝置上，可達(dá)到單晶單色儀旋轉(zhuǎn)θ角，而X光機(jī)旋轉(zhuǎn)- 2θ角的效果，以保證X射線出射方向不變。

圖1 單晶單色X射線探測器地面標(biāo)定裝置示意圖Fig.1 Schematic of the single-crystal monochromatic X-ray detector ground calibration facility

X光機(jī)產(chǎn)生的連續(xù)譜X射線經(jīng)衍射晶體發(fā)生布拉格衍射，產(chǎn)生能量連續(xù)可調(diào)的單能X射線，其能量范圍主要由X光機(jī)和衍射晶體決定。該過程的原理為布拉格衍射方程：

式中：d為晶體的晶面間距；θ為布拉格角；n為衍射級數(shù)；λ為波長。光量子公式為：

式中：E為能量；h為普朗克常數(shù)；ν為頻率；c為光速；λ為波長。聯(lián)立二式可推導(dǎo)出單能X射線的能量為：

通過調(diào)節(jié)衍射晶體的不同角度，可實(shí)現(xiàn)5～40 keV范圍內(nèi)能量連續(xù)可調(diào)的單能X射線。在能量范圍內(nèi)其單色性優(yōu)于3.24%，8 h 內(nèi)能量穩(wěn)定性為0.02%@25 keV，通量穩(wěn)定性為1.0%@25 keV，能夠滿足幾乎所有探測器在5～40 keV 范圍內(nèi)的標(biāo)定需求。

雙晶單色X射線探測器地面標(biāo)定裝置如圖2所示，與單晶單色X 射線探測器地面標(biāo)定裝置不同的是，雙晶單色X 射線探測器地面標(biāo)定裝置采用最大陽極電壓為225 kV的鎢靶X光機(jī)和雙晶單色儀，其他設(shè)備均相同。雙晶單色儀由兩塊高度平行的衍射晶體組成，經(jīng)兩次布拉格衍射可產(chǎn)生出射方向不變的單能X射線。

圖2 雙晶單色X射線探測器地面標(biāo)定裝置示意圖Fig.2 Schematic of the double-crystal monochromatic X-ray detector ground calibration facility

通過調(diào)節(jié)雙晶的不同角度，可實(shí)現(xiàn)20～161 keV范圍內(nèi)能量連續(xù)可調(diào)的單能X射線。在能量范圍內(nèi)其單色性優(yōu)于3.55%，10 h 內(nèi)通量穩(wěn)定性為0.8%@127 keV，能夠滿足幾乎所有探測器在20～161 keV范圍內(nèi)的標(biāo)定需求。

單能X 射線地面標(biāo)定裝置實(shí)物圖如圖3 所示。兩套晶體單色儀的詳細(xì)參數(shù)列于表1。

表1 單色儀的詳細(xì)參數(shù)Table 1 Characteristics of the monochromators

圖3 單能X射線地面標(biāo)定裝置(a)，太陽X射線探測器標(biāo)定現(xiàn)場照片(b)Fig.3 Photograph of the monochromatic X-ray ground calibration facility (a), photograph of the SXD calibration site (b)

1.2 太陽X射線探測器

SXD 如圖4 所示，軟X 射線探測單元（Soft Xray Detect Unit，SXDU）和硬X 射線探測單元（Hard X-ray Detect Unit，HXDU）均由準(zhǔn)直器、X 射線探測器和處理電路組成。SXDU 使用兩個(gè)不同面積的SDD，以擴(kuò)展針對不同等級太陽耀斑的動(dòng)態(tài)觀測能力，觀測能量范圍設(shè)計(jì)為1～20 keV。HXDU 使用兩個(gè)相同面積的CZT，以增強(qiáng)觀測數(shù)據(jù)的可靠性，觀測能量范圍設(shè)計(jì)為20～600 keV。處理電路包括探測器前置放大器模塊、信號處理模塊和電源模塊，且SXD 配備了241Am放射源，用于進(jìn)行在軌校準(zhǔn)。

圖4 太陽X射線探測器示意圖Fig.4 Schematic diagram of the SXD

SXDU兩個(gè)SDD的面積為0.25 cm2，通過不同的孔徑設(shè)計(jì)，有效面積分別限制在0.25 cm2和0.005 cm2。探測器窗口采用厚度為200 μm的鈹濾光片，其能量分辨率優(yōu)于160 eV@5.9 keV，探測效率大于90%@5.9 keV。而HXDU兩個(gè)CZT的面積為4 cm2（2 cm×2 cm），有效面積總計(jì)為8 cm2。探測器窗口采用厚度為1 mm 的鋁濾光片，其能量分辨率優(yōu)于12%@59.5 keV 和3%@662 keV，探測效率大于90%@59.5 keV。SXD 雙通道觀測視場相同，準(zhǔn)直器的視野均設(shè)計(jì)為±2°，用于限制探測器的視野并減少儀器背景噪聲。

2 實(shí)驗(yàn)和仿真計(jì)算

2.1 實(shí)驗(yàn)方法

天文衛(wèi)星搭載探測器的最終目標(biāo)是探測不同輻射的能量分布，反演真實(shí)的天文現(xiàn)象，而探測效率是探測器的重要特性之一。探測器的探測效率通常用以表征探測器對不同能量輻射量子數(shù)的阻擋能力，定義為：

式中：η為探測器的探測效率；N1為探測器記錄的輻射量子數(shù)；N2為入射到探測器的輻射量子數(shù)，無量綱分?jǐn)?shù)，通常表示為百分比。

一般情況下，探測器的探測效率有絕對測量和相對測量兩種測量方法。一般在同步輻射上可實(shí)現(xiàn)絕對測量，即已知入射的輻射量子數(shù)，通過計(jì)算探測器記錄的輻射量子數(shù)得到。而相對測量是通過已校準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)探測器和待測探測器測量同一光源，對兩者記錄的輻射量子數(shù)進(jìn)行對比，得到其探測效率。本實(shí)驗(yàn)采用相對測量的方法，用已校準(zhǔn)的HPGe 標(biāo)準(zhǔn)探測器計(jì)算SXD的探測效率。即：

式中：ηSXD為SXD 的相對探測效率；NSXD為SXD 記錄的輻射量子數(shù)；ηHPGe為HPGe 標(biāo)準(zhǔn)探測器的探測效率；NHPGe為HPGe標(biāo)準(zhǔn)探測器記錄的輻射量子數(shù)。

HPGe 標(biāo)準(zhǔn)探測器已采用241Am、57Co 和109Cd 三個(gè)放射源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)校準(zhǔn)。通過對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的計(jì)算，采用點(diǎn)源外推法得到不同能量下的探測效率，具體結(jié)果如圖5所示［19］。

圖5 HPGe的探測效率曲線Fig.5 Detection efficiency curve of HPGe detector

2.2 實(shí)驗(yàn)步驟

X 射線的本質(zhì)是一種能量很強(qiáng)、波長很短的電磁波。SXD的標(biāo)定實(shí)驗(yàn)在大氣環(huán)境下進(jìn)行，大氣對X射線（尤其是低能）的影響主要體現(xiàn)在X光子的數(shù)目上，而不會(huì)影響X 光子的能量。10 keV 以下的X射線會(huì)被空氣吸收很大一部分，故在低能段可適當(dāng)增加能譜采集時(shí)間以得到更加準(zhǔn)確可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。利用HPGe標(biāo)準(zhǔn)探測器對SXD進(jìn)行探測效率的實(shí)驗(yàn)標(biāo)定，標(biāo)定前須扣除本底。具體實(shí)驗(yàn)步驟為：

1）將HPGe標(biāo)準(zhǔn)探測器和SXD水平置于三維移動(dòng)平臺(tái)上，保證兩個(gè)探測器窗口位于同一豎直面，實(shí)驗(yàn)布局詳情見圖3（b）；

2）利用HPGe標(biāo)準(zhǔn)探測器確定目標(biāo)能量并測量標(biāo)定X束流200 s，獲取其測量能譜；

3）保持束流輸出不變，利用SXD再次測量標(biāo)定X束流相同時(shí)間，獲取其測量能譜；

4）通過兩次觀測能譜計(jì)算獲得SXD 的探測效率；

5）對SXD的4路探測器依次進(jìn)行標(biāo)定。

2.3 仿真計(jì)算設(shè)置

蒙特卡羅程序MCNP5 用于模擬“澳科一號”衛(wèi)星太陽X射線探測器SDD和CZT的X射線傳輸，以獲得入射X 射線的能量沉積譜，從而計(jì)算其探測效率。模擬SDD 的幾何模型如圖6 所示，一個(gè)硅靈敏層（5 000 μm×5 000 μm×500 μm），前面一個(gè)鈹濾光片（5 000 μm×5 000 μm×200 μm），設(shè)置在真空環(huán)境中。模擬CZT 的幾何模型如圖7 所示，一個(gè)CZT 靈敏層（20 mm×20 mm×5 mm），前面一個(gè)鋁濾光片（20 mm×20 mm×1 mm），設(shè)置在真空環(huán)境中。光源設(shè)置為從正面（+Z軸）入射的平行光束，光源半徑為2 mm，每次運(yùn)行的光子總數(shù)為107個(gè)。記錄每個(gè)模擬事件中靈敏層沉積的能量，計(jì)算不同能量下的探測效率。

圖6 SDD的幾何模型示意圖Fig.6 Diagram of geometric model of the SDD

圖7 CZT的幾何模型示意圖Fig.7 Diagram of geometric model of the CZT

3 結(jié)果與討論

通過初步分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，“澳科一號”衛(wèi)星SXD的兩個(gè)SDD 和CZT 一致性較好，故在此只針對SDD-1 和CZT-1 的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行討論（定義為1 號探頭和2號探頭）。圖8給出了HPGe標(biāo)準(zhǔn)探測器在不同能量下的實(shí)測能譜圖。

圖8 HPGe的實(shí)測能譜Fig.8 Monochromatic energy spectra measured using HPGe detector

3.1 SDD-1的探測效率

對SDD 進(jìn)行標(biāo)定時(shí)，選取1 mm 光闌，選擇8 keV、12 keV、16 keV 和20 keV 能量值依次標(biāo)定。由于8 keV 時(shí)空氣對X 射線的吸收較多，全能峰計(jì)數(shù)較少，故對HPGe和SDD采集600 s，其他3個(gè)能量值采集200 s。對HPGe 和SDD 采集的能譜數(shù)據(jù)扣除本底，進(jìn)行全能峰高斯擬合（取10σ），計(jì)算SDD-1的相對探測效率，以及實(shí)驗(yàn)效率和模擬效率的相對誤差，數(shù)據(jù)結(jié)果列于表2。SDD-1在4個(gè)能量值的實(shí)驗(yàn)效率和模擬效率相差很小，兩個(gè)效率的最小相對誤差為2.86%@12 keV，最大相對誤差為3.59%@16 keV，均低于4%。我們推測，誤差可能是X 射線束流微小發(fā)散、屏蔽不足、環(huán)境溫度等因素引起。

表2 SDD-1測量數(shù)據(jù)Table 2 Measurement results for SDD-1

圖9 為SDD-1 實(shí)驗(yàn)效率和模擬效率的對比。4個(gè)能量值的實(shí)驗(yàn)效率和模擬效率吻合較好，兩個(gè)效率趨勢基本一致，很好地驗(yàn)證了SDD-1 模擬效率的準(zhǔn)確性和可靠性。在10 keV 以下，隨著能量的增大，鈹窗對X射線的阻擋能力逐漸減弱，硅靈敏層接收到更多的X光子，探測效率逐漸增大。而在10 keV以上，隨著能量的增大，一部分X光子直接穿過鈹窗和硅靈敏層，探測效率逐漸減小。SDD觀測能量范圍設(shè)計(jì)為1～20 keV，在該能量范圍內(nèi)具有較高的探測效率。除個(gè)別效率在40%以下外，其他大部分效率均在40%以上。

圖9 SDD-1探測效率曲線Fig.9 Detection efficiency curve of SDD-1

3.2 CZT-1的探測效率

對CZT進(jìn)行標(biāo)定時(shí)，選取3 mm光闌，選擇25 keV、50 keV、80 keV 和120 keV 能量值依次標(biāo)定。此外，由于CZT 有效面積較大，在右上、左上、左下、右下選取4 個(gè)位置分別標(biāo)定，定義為A、B、C、D 4 點(diǎn)。由于120 keV時(shí)本底輻射較大，故對HPGe和CZT采集300 s，其他3個(gè)能量值采集200 s。同樣地，對HPGe和CZT采集的能譜數(shù)據(jù)扣除本底，進(jìn)行全能峰高斯擬合（取10σ），計(jì)算CZT-1 的相對探測效率，以及平均實(shí)驗(yàn)效率和模擬效率的相對誤差，數(shù)據(jù)結(jié)果列于表3。CZT-1 在4 個(gè)能量值的平均實(shí)驗(yàn)效率和模擬效率相差不大，兩個(gè)效率的最小相對誤差為2.75%@50 keV，最大相對誤差為9.54%@120 keV，均低于10%。在標(biāo)定120 keV 時(shí)，鉛屏蔽板不足以阻擋高能量散射X 射線，實(shí)驗(yàn)效率和模擬效率相差略大。后續(xù)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)可考慮增加鉛屏蔽板的厚度，以獲取更準(zhǔn)確可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，且4 個(gè)位置的實(shí)驗(yàn)效率基本一致，一定程度上說明CZT-1 的均勻性較好。

表3 CZT-1測量數(shù)據(jù)Table 3 Measurement results for CZT-1

圖10 為CZT-1 的實(shí)驗(yàn)效率和模擬效率的對比。4個(gè)位置、4個(gè)能量值的實(shí)驗(yàn)效率和模擬效率基本吻合，兩個(gè)效率趨勢基本一致，很好地驗(yàn)證了CZT-1模擬效率的準(zhǔn)確性和可靠性。

圖10 CZT-1探測效率曲線Fig.10 Detection efficiency curve of CZT-1

在100 keV以下，隨著能量的增大，鋁窗對X射線的阻擋能力逐漸減弱，CZT 靈敏層接收到更多的X光子，探測效率逐漸增大。由于CZT中鎘元素、碲元素在27 keV和32 keV附近被激發(fā)，產(chǎn)生特征X射線發(fā)生逃逸，探測效率有所下降。而在100 keV 以上，隨著能量的增大，一部分X光子直接穿過鋁窗和CZT 靈敏層，探測效率逐漸減小。CZT 觀測能量范圍設(shè)計(jì)為20～600 keV，在該能量范圍內(nèi)可實(shí)現(xiàn)X射線全覆蓋觀測。20～300 keV 能量段效率可達(dá)20%以上，300～600 keV 能量段效率較低，但仍可以探測到較高能量的太陽X射線。

4 不確定度分析

4.1 流強(qiáng)測量的不確定度

單能X射線流強(qiáng)由探測器能譜全能峰面積計(jì)數(shù)乘以探測效率得到。因此，主要的不確定度包括能譜計(jì)數(shù)、探測效率、探測面積以及探測器定位的不確定度。具體分析結(jié)果列于表4，流強(qiáng)測量的合成相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為1.9%，流強(qiáng)測量由多個(gè)復(fù)雜量共同作用，可以認(rèn)為是高斯分布，所以取k=2，得到相對擴(kuò)展不確定度3.8%（k=2）。

表4 流強(qiáng)測量的不確定度Table 4 Uncertainty of the flow intensity measurement

4.2 蒙特卡羅模擬的不確定度

蒙特卡羅模擬中與輻射傳輸相關(guān)的不確定度通常很難精確評估。主要的不確定度包括反應(yīng)橫截面、模擬模型以及統(tǒng)計(jì)漲落的不確定度。反應(yīng)橫截面的不確定度很小，可以忽略。由于蒙特卡羅模擬的結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了詳細(xì)的比較，我們最終在表5只給出了統(tǒng)計(jì)漲落的不確定度。作為所有能量值，太陽X 射線探測器探測效率模擬結(jié)果的不確定度評估為0.12%。

表5 蒙特卡羅模擬結(jié)果的不確定度Table 5 Uncertainty of the Monte Carlo simulation results

5 結(jié)語

利用蒙特卡羅程序MCNP5 對“澳科一號”衛(wèi)星太陽X 射線探測器SDD 和CZT 探測效率進(jìn)行了模擬計(jì)算，采用單能X 射線地面標(biāo)定裝置對SDD 和CZT 進(jìn)行了軟、硬X 射線探測效率的標(biāo)定。在8～20 keV，SDD-1的實(shí)驗(yàn)效率和模擬效率吻合較好，兩個(gè)效率的最大相對誤差為3.59%@16 keV。在25～120 keV，CZT-1 的實(shí)驗(yàn)效率和模擬效率基本吻合，兩個(gè)效率的最大相對誤差為9.54%@120 keV。此外，對實(shí)驗(yàn)及模擬本身的不確定度進(jìn)行了分析，單能X射線流強(qiáng)測量的相對擴(kuò)展不確定度為3.8%（k=2），SXD探測效率模擬結(jié)果的不確定度為0.12%。本實(shí)驗(yàn)為“澳科一號”衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)科學(xué)目標(biāo)提供了數(shù)據(jù)支撐，為其他天文衛(wèi)星搭載探測器的地面標(biāo)定提供了參考，以及對后續(xù)單能X 射線地面標(biāo)定裝置進(jìn)一步優(yōu)化和改進(jìn)具有指導(dǎo)意義。

未來，我們將進(jìn)一步對5 keV 以下單能軟X 射線標(biāo)定裝置進(jìn)行研究，以提高該能量范圍的標(biāo)定能力，滿足天文衛(wèi)星對更低能量X 射線的地面標(biāo)定需求。

致謝感謝中國計(jì)量科學(xué)研究院和北京控制工程研究所工作人員對本文的支持，他們對本文提供了巨大的幫助。

作者貢獻(xiàn)聲明樊麗鵬負(fù)責(zé)背景調(diào)研，完成標(biāo)定實(shí)驗(yàn)，HPGe 標(biāo)準(zhǔn)探測器和太陽X 射線探測器數(shù)據(jù)處理，撰寫論文；郭思明負(fù)責(zé)提供理論基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)思路，論文完善意見；石永強(qiáng)、陳建武、左富昌負(fù)責(zé)合作標(biāo)定實(shí)驗(yàn)，完成太陽X射線探測器實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，論文完善意見；周幸、黃仕葵、舒子瑤、郭鍇悅、郄曉雨、余濤負(fù)責(zé)協(xié)助實(shí)驗(yàn)完成，提供論文思路；吳金杰負(fù)責(zé)論文完善意見。