多气隙电阻板室的时间特性研究

一种具有10个气隙的多气隙电阻板室,在欧洲核子研究中心实验束上进行了性能测试.该探测器采用几何上串联和电极上并联的特殊结构,使用国产玻璃(厚度1?.1mm)作为高压电极,有效灵敏面积为200mm×63mm²,并具有2×6读出条.对7GeV/c的π^－粒子,其探测效率大于99%,时间分辨达到45ps.     

多气隙电阻板室飞行时间谱仪技术

基于多气隙电阻板室(MRPC)技术的飞行时间谱仪广泛应用于现代物理实验,并在粒子鉴别中发挥了重要作用.随着加速器能量和实验亮度的提高,对飞行时间谱仪的粒子计数率和时间分辨要求越来越高.MRPC飞行时间谱仪按技术上可以分成三代.从第一代到第三代,计数率要求越来越高( 30 kHz/cm~2),时间精度也更加严格(20 ps),相应的探测器结构和读出电子学系统呈现出不同的特性.本文总结了三代飞行时间谱仪技术的主要技术特点及主要物理实验,介绍了已经取得的应用成果,提出了该技术的未来发展方向.同时也介绍了MRPC探测器在工业及医学方面的应用.     

多气隙电阻板室抗辐照性能研究

给出了为RHIC-STAR飞行时间探测器设计的多气隙电阻板室(MRPC)的辐照实验结果. 实验采用100mCi⁶⁰Co γ源, 采用不同的剂量率对MRPC进行辐照. 一个室在大剂量率2.87×10^－2Gy/h下辐照了24h后, 其性能如噪声计数率, 暗电流等均大大退化. 另一个室在相对低剂量率5.31×10^－4Gy/h下辐照了530h, 其性能没有见到任何变坏. 实验的目的是为了了解这种探测器在几年的运行中经过大剂量的辐照后的性能变化情况.     

多气隙电阻板室蒙特卡洛模拟与实验的比较

介绍了一个在电阻板室雪崩增长与信号发展的模型,模拟了多气隙电阻板室的电荷谱和时间分布谱,并与试验做了比较.     

一个高时间分辨的多间隙电阻板室原型

研制了一种多气隙电阻板室原型并建立了相关的测试系统.利用宇宙线测试系统和欧洲核子中心的试验束装置T1?0对其性能进行了测试,给出了初步结果.时间分辨达到70ps,对最小电离粒子的探测效率大于95%.     

高时间分辨MRPC的位置灵敏读出方法

根据MRPC工作机制和高时间分辨的特性, 研制一种位置灵敏MRPC原型及读出方法. 该探测器具有10个220μm气隙, 有效探测面积为20cm×20cm. 前端电子学采用专用ASIC芯片, 具有快时间响应和输入电荷-输出信号宽度的转换功能. 采取同时读取信号传输时间差和感应信号分布的方法实现两维读出. 对该探测器性能的束流测试结果显示: 沿着读出条方向及其垂直方向的位置分辨分别为4.5mm和1.6mm, 其时间分辨达到63ps, 探测效率>95%.     

MRPC探测不同带电粒子的输出信号与工作气体中dE/dx之间的关系

由28个多气隙电阻板室(MRPC)模块组成的探测阵列-STAR/TOFr, 在相对论重离子对撞机(RHIC)实验上获得了大量的数据. 利用质心能量62.4GeV Au+Au对撞的实验数据, 分析了MRPC探测不同带电粒子(K介子、π介子、质子等)时的输出信号与气体中的电离能损(dE/dx)之间的关系, 给出了MRPC的气体电离和雪崩放大一些新的实验结果. 为了进一步解释实验结果, 针对工作条件下MRPC输出信号的特点, 对MRPC的气体电离和雪崩过程进行Monte Carlo模拟, 深入探讨了影响MRPC输出信号幅度的原因.     

多气隙电阻板室的宇宙线测量结果

介绍了20多个多气隙电阻板室的宇宙线测量结果.测量所用的宇宙线平台可以同时测量同一个电阻板室的多个cell,其参考时间的时间分辨为70ps.在宇宙线的测量条件下,用国产材料制作的多气隙电阻板室的时间分辨可达到90ps.利用这套宇宙线测量系统,还对多气隙电阻板室的探测效率和cell间的相互串扰进行了研究.     

环形正负电子对撞机带电粒子鉴别的飞行时间探测器

环形正负电子对撞机(circular electron-positron collider, CEPC)通过d E/dx的测量进行长寿命带电粒子的鉴别,要求对d E/dx的测量达到约3%的精度.但d E/dx的测量对带电粒子π/K,π/P和K/P各有一个分辨盲区,对应的横动量分别为1 GeV/c, 1.6 GeV/c和2 GeV/c.一种解决方案是采用高精度飞行时间(time of flight, TOF)探测器填补分辨盲区,探测器系统的时间分辨要求小于50 ps.针对这一要求本文提出一种小颗粒飞行时间探测器,具体方案为采用小块塑料闪烁体(1 cm×1 cm×0.3 cm)侧面耦合硅光电倍增管读出.介绍了该探测器的构建以及利用90 Sr电子准直源和高速波形采集电子学对该探测器的性能标定.结果显示,采用恒比定时法,该探测器的时间分辨约为48 ps,可以满足CEPC对飞行时间探测器的要求.     

一种基于SiPM的新型起始时间探测器研制

本文介绍了一种新型起始时间探测器的研制。该探测器的灵敏面积为60 mm×60 mm,利用120根直径为1 mm的塑料闪烁光纤分成两层错位紧致排布,且上下相邻的3根光纤作为一个探测单元,每个探测单元均采用硅光电倍增管从双端读出信号。采用90Sr放射源对单根光纤进行了性能测试,结果表明,闪烁光沿着光纤方向的有效传播速度约为17 cm/ns,对应的时间分辨优于600 ps。此外,利用中国科学院近代物理研究所第二条放射性束流线（RIBLL2）提供的240 MeV/u的15N次级束研究了该探测器的性能。束流测试结果表明:该探测器的时间分辨为（150±15）ps,纵向位置分辨为（1.8±0.2）cm,并且结合该探测器以及RIBLL2束流线外靶实验终端上的其他探测器,可以对实验中产生的5 ≤ Z ≤ 8的各种同位素进行非常好的粒子鉴别。     

大面积阻性板探测器的研制

介绍了使用自制的材料制作的大面积阻性板探测器模型的结构和利用宇宙射线测量的效率曲线、单计数率曲线、暗电流曲线、多重计数和信号幅度随高压的变化曲线.结果表明,该RPC效率接近98%,单计数率和暗电流都好于国外的同类探测器,完全可以满足通常实验的要求.     

全尺寸CMS RE1/2阻抗板探测器样器束流测试结果

介绍了CMS RE1/2 全尺寸阻抗板探测器的束流测试结果.探测器气体室的阻抗板表面采用不需要淋油的特殊光洁处理,外支撑框架采用铝质蜂窝板,以保证足够的强度以及整个RPC所占空间尽量小.在GIF的束流测试结果表明该样品在高辐射本底下能够达到满探测效率.时间分辨率以及噪声水平都符合CMS实验的要求.     

横向场电离室在RIBLL实验中的应用

描述一种可用于兰州放射性束流线(RIBLL)上的ΔE探测器——横向场气体电离室. 对其性能进行了测试, 包括它的坪曲线、探测效率和能量分辨. 测试结果显示, 在混合气Ar(80%)+CO₂(20%)的不同气压下, 此电离室具有较长的工作坪区, 较小的坪斜. 相对于Si的探测效率为99.31%.在118mbar的气压下, 对能损为4.94MeV的α粒子, 其能量分辨率为3.25%. 并在RIBLL上利用50MeV/u的⁵⁸Ni轰击Ta靶的实验中进行了在束应用.     

双层飞行时间探测器(TOF)的性能研究

利用BC408塑料闪烁体直接耦合R2490–05高抗磁光电倍增管,组成双层飞行时间探测器.通过2GeV的π–束流测量,结果表明其本征时间分辨(标准偏差)≤50ps.利用该探测单元组成的飞行时间探测器系统,以其时间性能、结构、技术成熟和价格的优势,可以应用到τ–c工厂的带电粒子鉴别系统上.     

一种基于微通道板的脉冲X射线时间谱仪

为适应新型超快闪烁材料研究的需要,在原有脉冲X射线时间谱仪的基础上,通过改装微通道板光电倍增管(MCP-PMT),并采用具有快时间响应的前置放大器(FPA)和恒比甄别器(CFD)的方法,使谱仪的时间分辨极限提高到170 ps左右.BaF2晶体闪烁光快成分衰减时间谱的测量结果表明:该谱仪可很好地满足新型超快闪烁材料发光衰减时间特性的研究.     

基于GEM探测器的时间投影室TPC的讨论

自20世纪90年代以来, GEM探测器以其高电子倍增、高空间分辨和高计数率等优势在粒子物理和辐射成像等领域得到了广泛和深入的研究, 具有广阔的应用前景. 如果将GEM作为读出探测器应用在时间投影室TPC系统上, 和传统的读出方式比较起来, 既有许多优点也有许多挑战. 目前世界上有许多机构正在研究将此方案用于将来的大型正负电子对撞机ILC. 本文论述了这些研究课题的概况, 讨论了TPC的各项关键性能指标与GEM探测器的关系及存在的问题.     

一种多阳极横向场电离室

描述了一种将用于兰州放射性束流线较重离子鉴别的多阳极横向场电离室.对其性能进行了初步测试,得到该电离室有较长的坪区和较好的能量分辨.在10⁴Pa的P10工作气体(10%CH₄+90%Ar)下,坪区长度为700V.对²⁴⁴Cm α放射源,在第4片阳极对应的灵敏区域能量损失为1.30MeV,能量分辨41.1keV,相对能量分辨约3.16%。     

北京谱仪Ⅲ飞行时间计数器系统刻度中的关联分析

利用电子对事例对北京谱仪Ⅲ飞行时间的测量误差, 以及不同测量之间的关联因子随击中位置的变化进行了仔细的研究. 加权的飞行时间由不同的测量值及其相关的误差矩阵计算而得. 蒙特卡罗研究表明. 为北京谱仪Ⅲ开发的关联分析算法 可以正确地处理包含公有误差项的多个实验测量结果的合并, 并且能够为粒子鉴别提供可靠的飞行时间信息.