本书分为上下册，系统介绍了天然缪子技术的基本原理、探测方法及其在地球物理、工程安全、文化遗产保护等领域的应用。内容涵盖宇宙射线源、缪子与物质相互作用机制、探测器、成像算法与数据处理以及典型场景应用案例等。本书以多学科融合为特色，兼顾基础研究与工程实践，旨在推动缪子成像技术的深度应用、产业化和可持续发展。
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(上册)
第一篇 缪子射线源
第1章 宇宙线概论 3
1.1 天然本底辐射与宇宙线 3
1.1.1 天然本底辐射 3
1.1.2 宇宙线的基本情况 6
1.1.3 宇宙线的测量参数 8
1.2 初级宇宙线 14
1.2.1 概述 14
1.2.2 质子 14
1.2.3 氦核 15
1.2.4 重核 16
1.2.5 电子 16
1.3 次级宇宙线 17
1.3.1 概述 17
1.3.2 强子 19
1.3.3 缪子 20
1.3.4 电磁簇射 21
1.3.5 小结 21
1.4 天然辐射的应用 23
1.4.1 缪子应用 23
1.4.2 其他射线应用 23
1.5 本章总结 24
参考文献 25
第2章 天然缪子 30
2.1 缪子简况 31
2.1.1 天然缪子的发现 31
2.1.2 缪子的基本性质 31
2.1.3 天然缪子的产生 33
2.1.4 人工缪子的产生与应用 33
2.2 海平面天然缪子 34
2.2.1 天然缪子的通量 35
2.2.2 天然缪子的方向 41
2.2.3 小结 44
2.3 缪子通量的影响因素 45
2.3.1 地磁场和纬度的影响 45
2.3.2 海拔的影响 47
2.3.3 太阳活动对缪子通量的影响 49
2.3.4 大气条件对缪子通量的影响 49
2.3.5 小结 51
2.4 宇宙线生成器 52
2.4.1 CRY 52
2.4.2 EcoMug 53
2.4.3 EXPACS 54
2.4.4 CORSIKA 56
2.4.5 小结 57
2.5 缪子技术相关术语说明 59
2.5.1 中文术语及说明 60
2.5.2 英文术语的国际使用情况 61
2.5.3 术语对应关系与使用建议 62
2.6 本章总结 62
参考文献 64
第二篇 缪子成像系统
第3章 缪子与物质的相互作用及成像机理 73
3.1 带电粒子与物质的一般相互作用 73
3.1.1 带电粒子的基本作用类型 73
3.1.2 小结 78
3.2 缪子与物质的相互作用与物理模型 79
3.2.1 角度散射 79
3.2.2 能量损失 85
3.2.3 小结 94
3.3 缪子成像机理 95
3.3.1 散射成像 95
3.3.2 透射成像 103
3.4 散射对透射成像的影响 109
3.5 正反演的前提 110
3.6 本章总结 111
参考文献 113
第4章 基于塑料闪烁体的缪子探测系统 118
4.1 典型的缪子探测器组成 118
4.2 闪烁体与塑料闪烁体灵敏材料 120
4.2.1 闪烁体概述 120
4.2.2 塑料闪烁体灵敏材料 120
4.3 塑料闪烁体缪子探测器的国内外现状 122
4.3.1 平板型塑料闪烁体缪子探测器 122
4.3.2 井眼型塑料闪烁体缪子探测器 136
4.3.3 小结 142
4.4 三棱柱塑料闪烁体缪子探测器研发与测试 144
4.4.1 塑料闪烁体缪子探测器的研制——以三棱柱塑料闪烁体为例 145
4.4.2 系统联调与性能测试 156
4.4.3 “出厂”前测试 175
4.5 探测器的蒙特卡罗模拟 177
4.5.1 射线源 177
4.5.2 物理过程 178
4.5.3 探测器建模 179
4.5.4 与实验对比的Benchmark 184
4.5.5 小结 187
4.6 本章总结 187
参考文献 188
第5章 非塑料闪烁体探测器 194
5.1 气体探测器 194
5.1.1 基本工作原理 195
5.1.2 多丝正比室 197
5.1.3 漂移管 200
5.1.4 漂移室 206
5.1.5 电阻板室 209
5.1.6 多气隙电阻板室 213
5.1.7 气体电子倍增器 217
5.1.8 Micromegas 219
5.1.9 小结 224
5.2 核乳胶探测器 226
5.2.1 基本工作原理 226
5.2.2 日本核乳胶研究 228
5.2.3 自动扫描系统 230
5.2.4 小结 233
5.3 液体闪烁体探测器 234
5.3.1 基本工作原理 235
5.3.2 锦屏地下实验室球形液体闪烁体探测器 236
5.3.3 中国科学院高能物理所液体闪烁体探测器 237
5.3.4 小结 238
5.4 本章总结 239
参考文献 240
第6章 缪子成像正反演方法 247
6.1 为什么需要正反演？ 247
6.2 什么是正反演？ 248
6.2.1 正演 249
6.2.2 反演 250
6.3 散射成像的正反演 253
6.3.1 散射成像正演 253
6.3.2 散射成像反演算法 259
6.3.3 小结 278
6.4 透射机理的正反演 279
6.4.1 缪子反演问题的数学化与两步法策略 279
6.4.2 透射成像正演 281
6.4.3 透射成像反演 287
6.4.4 以西安城墙为例的正反演全流程 295
6.4.5 小结 303
6.5 融合成像 304
6.6 正反演中的若干问题 304
6.6.1 基于正反演方法的缪子成像可行性分析实例 304
6.6.2 正反演数据分析平台：GMAP 307
6.6.3 透射成像中的误差传递(不确定度传递) 308
6.6.4 反演结果量化评估途径 311
6.7 本章总结 313
参考文献 314
(下册)
第三篇 天然缪子技术应用
第7章 缪子成像技术的应用
第四篇 技术实践
第8章 缪子成像技术中的仿真模拟计算
第9章 缪子成像技术中的高效数据分析
第10章 人工智能在天然缪子技术中的应用与展望
第11章 项目管理基本知识
第12章 后记：关于技术发展与产业发展的一点感想
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