Remote Sensing (Oct 2024)
The Scintillation Counters of the High-Energy Particle Detector of the China Seismo-Electromagnetic (CSES-02) Satellite
- Simona Bartocci,
- Roberto Battiston,
- Stefania Beolè,
- Franco Benotto,
- Piero Cipollone,
- Silvia Coli,
- Andrea Contin,
- Marco Cristoforetti,
- Cinzia De Donato,
- Cristian De Santis,
- Andrea Di Luca,
- Floarea Dumitrache,
- Francesco Maria Follega,
- Simone Garrafa Botta,
- Giuseppe Gebbia,
- Roberto Iuppa,
- Alessandro Lega,
- Mauro Lolli,
- Giuseppe Masciantonio,
- Matteo Mergè,
- Marco Mese,
- Riccardo Nicolaidis,
- Francesco Nozzoli,
- Alberto Oliva,
- Giuseppe Osteria,
- Francesco Palma,
- Federico Palmonari,
- Beatrice Panico,
- Stefania Perciballi,
- Francesco Perfetto,
- Piergiorgio Picozza,
- Michele Pozzato,
- Ester Ricci,
- Marco Ricci,
- Sergio Bruno Ricciarini,
- Zouleikha Sahnoun,
- Umberto Savino,
- Valentina Scotti,
- Enrico Serra,
- Alessandro Sotgiu,
- Roberta Sparvoli,
- Pietro Ubertini,
- Veronica Vilona,
- Simona Zoffoli,
- Paolo Zuccon
Affiliations
- Simona Bartocci
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Amministrazione Centrale, Via E. Fermi 54, 00044 Frascati, Italy
- Roberto Battiston
- Dipartimento di Fisica, Università di Trento, Via Sommarive 14, 38123 Trento, Italy
- Stefania Beolè
- Dipartimento di Fisica, Università di Torino, Via P. Giuria 1, 10125 Turin, Italy
- Franco Benotto
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Sezione di Torino, Via P. Giuria 1, 10125 Turin, Italy
- Piero Cipollone
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Sezione di Roma Tor Vergata, Via della Ricerca Scientifica 1, 00133 Rome, Italy
- Silvia Coli
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Sezione di Torino, Via P. Giuria 1, 10125 Turin, Italy
- Andrea Contin
- Dipartimento di Fisica, Università di Bologna, Viale Berti Pichat 6/2, 40127 Bologna, Italy
- Marco Cristoforetti
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Trento Institute for Fundamental Physics and Applications (TIFPA), Via Sommarive 14, 38123 Trento, Italy
- Cinzia De Donato
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Sezione di Roma Tor Vergata, Via della Ricerca Scientifica 1, 00133 Rome, Italy
- Cristian De Santis
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Sezione di Roma Tor Vergata, Via della Ricerca Scientifica 1, 00133 Rome, Italy
- Andrea Di Luca
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Trento Institute for Fundamental Physics and Applications (TIFPA), Via Sommarive 14, 38123 Trento, Italy
- Floarea Dumitrache
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Sezione di Torino, Via P. Giuria 1, 10125 Turin, Italy
- Francesco Maria Follega
- Dipartimento di Fisica, Università di Trento, Via Sommarive 14, 38123 Trento, Italy
- Simone Garrafa Botta
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Sezione di Torino, Via P. Giuria 1, 10125 Turin, Italy
- Giuseppe Gebbia
- Dipartimento di Fisica, Università di Trento, Via Sommarive 14, 38123 Trento, Italy
- Roberto Iuppa
- Dipartimento di Fisica, Università di Trento, Via Sommarive 14, 38123 Trento, Italy
- Alessandro Lega
- Dipartimento di Fisica, Università di Trento, Via Sommarive 14, 38123 Trento, Italy
- Mauro Lolli
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Sezione di Bologna, Viale Berti Pichat 6/2, 40127 Bologna, Italy
- Giuseppe Masciantonio
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Sezione di Roma Tor Vergata, Via della Ricerca Scientifica 1, 00133 Rome, Italy
- Matteo Mergè
- Italian Space Agency (ASI), Via del Politecnico, 00133 Rome, Italy
- Marco Mese
- Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Napoli Federico II, Via Cintia, 80126 Naples, Italy
- Riccardo Nicolaidis
- Dipartimento di Fisica, Università di Trento, Via Sommarive 14, 38123 Trento, Italy
- Francesco Nozzoli
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Trento Institute for Fundamental Physics and Applications (TIFPA), Via Sommarive 14, 38123 Trento, Italy
- Alberto Oliva
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Sezione di Bologna, Viale Berti Pichat 6/2, 40127 Bologna, Italy
- Giuseppe Osteria
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Sezione di Napoli, Via Cintia, 80126 Naples, Italy
- Francesco Palma
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Sezione di Roma Tor Vergata, Via della Ricerca Scientifica 1, 00133 Rome, Italy
- Federico Palmonari
- Dipartimento di Fisica, Università di Bologna, Viale Berti Pichat 6/2, 40127 Bologna, Italy
- Beatrice Panico
- Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Napoli Federico II, Via Cintia, 80126 Naples, Italy
- Stefania Perciballi
- Dipartimento di Fisica, Università di Torino, Via P. Giuria 1, 10125 Turin, Italy
- Francesco Perfetto
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Sezione di Napoli, Via Cintia, 80126 Naples, Italy
- Piergiorgio Picozza
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Sezione di Roma Tor Vergata, Via della Ricerca Scientifica 1, 00133 Rome, Italy
- Michele Pozzato
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Sezione di Bologna, Viale Berti Pichat 6/2, 40127 Bologna, Italy
- Ester Ricci
- Dipartimento di Fisica, Università di Trento, Via Sommarive 14, 38123 Trento, Italy
- Marco Ricci
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Laboratori Nazionali di Frascati (LNF), Via E. Fermi 54, 00044 Frascati, Italy
- Sergio Bruno Ricciarini
- Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR)—Istituto di Fisica Applicata “Nello Carrara” (IFAC), Via Madonna del Piano 10, 50019 Florence, Italy
- Zouleikha Sahnoun
- Dipartimento di Fisica, Università di Bologna, Viale Berti Pichat 6/2, 40127 Bologna, Italy
- Umberto Savino
- Dipartimento di Fisica, Università di Torino, Via P. Giuria 1, 10125 Turin, Italy
- Valentina Scotti
- Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Napoli Federico II, Via Cintia, 80126 Naples, Italy
- Enrico Serra
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Trento Institute for Fundamental Physics and Applications (TIFPA), Via Sommarive 14, 38123 Trento, Italy
- Alessandro Sotgiu
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Sezione di Roma Tor Vergata, Via della Ricerca Scientifica 1, 00133 Rome, Italy
- Roberta Sparvoli
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Sezione di Roma Tor Vergata, Via della Ricerca Scientifica 1, 00133 Rome, Italy
- Pietro Ubertini
- Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF)—Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali (IAPS), Via Fosso del Cavaliere 100, 00133 Rome, Italy
- Veronica Vilona
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Trento Institute for Fundamental Physics and Applications (TIFPA), Via Sommarive 14, 38123 Trento, Italy
- Simona Zoffoli
- Italian Space Agency (ASI), Via del Politecnico, 00133 Rome, Italy
- Paolo Zuccon
- Dipartimento di Fisica, Università di Trento, Via Sommarive 14, 38123 Trento, Italy
- DOI
- https://doi.org/10.3390/rs16213982
- Journal volume & issue
-
Vol. 16,
no. 21
p. 3982
Abstract
The High-Energy Particle Detector (HEPD-02) is one of the scientific payloads of the China Seismo-Electromagnetic Satellite (CSES-02). The HEPD-02’s main purpose is to characterize the particle environment in the Earth’s vicinity, identifying sudden changes in the fluxes and correlating them with solar and terrestrial phenomena. Additionally, HEPD-02 also has capabilities in detecting Gamma-Ray Bursts. At the core of HEPD-02, a tower of scintillation counters made of plastic and LYSO crystals is able to recognize electrons in the range between 3 and 100 MeV, protons and nuclei between 30 and 200 MeV/n. Plastic scintillators covering the calorimeter on five sides allow to reject particles entering from the top and not completely absorbed within its volume. In this work, the design of the HEPD-02 is reviewed in comparison to its predecessor, HEPD-01, highlighting the innovations of the new design. The design of each scintillation counter type has been fully validated through a campaign of prototype realization, testing, and characterization. The production of the scintillation counters, including the PMT selection process, is also discussed. Finally, the performance of the counters is compared with simulations, showing an agreement of within 20% with the expected performance, thereby meeting expectations.
Keywords