窄间隙室探测器性能测试

山东大学承担ATLAS实验T9型窄隙室TGC探测器的研制任务,本工作测量了TGC探测器在32?0?0V工作电压下的稳定性、漏电流和坪曲线,同时在相同工作条件下、相同时间间隔内测量各信号道的计数率的一致性.初步测量结果表明,由山东大学研制的T9型TGC探测器的各项性能指标达到实验设计要求.     

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%.     

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%.     

RIBLL终端大面积中子探测器阵列研制方案的理论计算

介绍了一种用于丰中子核研究的RIBLL终端大面积中子探测器阵列的研制.利用Geant4软件包对该探测系统的中子探测效率、时间分辨和位置分布等进行了蒙特卡罗模拟,同时对探测器的cross?talk进行了研究.给出了探测器的设计方案.     

CVD金刚石薄膜探测器性能研究

通过实验测量和理论分析, 从载流子动力学角度研究了用于脉冲辐射探测的CVD金刚石薄膜探测器的适用结构、电荷收集效率和时间响应性能. 结果表明, CVD金刚石薄膜可以制成均匀型结构的探测器; 薄膜中的缺陷会降低探测器的电荷收集效率, 探测器的电荷收集效率随场强增大而增大直至饱和. 已研制的CVD金刚石探测器电荷收集时间可达719ps, 在2.5V/μm场强下达到饱和, 电荷收集效率 达60.5%; 晶格散射是影响探测器时间响应的主要因素, 选用大晶粒甚至单晶金刚石薄膜可以提高探测器时间响应.     

大面积闪烁体探测器的中子探测效率刻度

介绍了一种利用同位素中子源(²⁴¹Am⁹Be)通过γn符合的中子飞行时间法对大面积探测器的中子探测效率进行刻度的方法,并用蒙特卡罗方法对该探测器的探测效率进行了模拟.实验与模拟结果基本一致.     

暗物质寻找实验中CsI（T1）晶体反符合探测器实验研究

一个正在建设的位于韩国Y2L地下实验室的低能暗物质探测实验中,采用了CsI（T1）晶体反符合探测器作为主动屏蔽体.本工作对CsI（T1）晶体反符合探测器的实验性能进行了研究.通过FADC系统记录的脉冲波形数据,研究了探测器的能量分辨率和波形甄别的能力;研究相同能量γ射线入射到反符合探测器不同位置的相对光输出将有助于选择探测器的工作参数;为了解晶体自身放射性对暗物质测量的影响,利用低本底HPGe探测器对CsI（T1）晶体内部的放射性进行了测量,得到晶体内部Cs同位素的放射性活度.探测器系统进行了约18d的试运行取数.实验数据表明,CsI（T1）晶体探测器的反符合效率约为31%,HPGe探测器的本底计数率水平约为133cpd.为了进行暗物质探测研究,需要采取有效的方法进一步降低探测器的本底水平.     

面向脉冲星导航的聚焦型X射线探测器测试标定方法研究

通过脉冲星辐射信号特征研究和空间观测需求分析,提出了一种面向导航应用的X射线探测器测试方法.首先推导了X射线光子欠探测概率公式,分析了不同星源流量及不同探测器时间分辨率下对光子探测能力的影响.通过数值模拟方法建立了脉冲到达时间与脉冲轮廓相似度的关系.处理了我国硬X射线调制望远镜的Crab脉冲星观测数据,研究了不同能段脉冲轮廓差异.其次,系统地研究了面向导航应用的X射线探测器测试及处理方法,并利用地面测试系统完成了一款自主研发的聚焦型X射线探测器测试工作.通过数据分析得到,聚焦型探测器本底噪声为3.63×10-5ph/(cm~2·s~(-1)),工作能区为0.2～22.7keV,时间分辨率为4.17μs,空间响应约为5′,能量非线性为0.52%,能量分辨率优于200eV@5.7keV,典型探测效率为39.18%@4.51keV.聚焦型X射线探测器在弱脉冲信号及强背景噪声下,均能还原出Crab脉冲星脉冲轮廓,在2 400s内能够探测到辐射流量弱于背景噪声10倍的脉冲信号.结果表明,该款聚焦型探测器性能优秀,能够满足导航脉冲星(如PSR B1509)的空间观测需求,也验证了测试方法的可行性.     

基于PGNAA技术对地雷探测的MOCA模拟及能谱分析

使用MOCA程序模拟基于PGNAA技术的地雷探测过程并对可行性进行讨论.利用自主研制的NG-9型中子发生器搭建整套地雷探测系统,LYSO作为γ探测器,对埋藏在含5%水分土壤中反坦克地雷的位置范围进行三维测量确定.结果表明,以C元素特征峰作为主要探测判据,对质量为3.46kg反坦克地雷探测,MOCA程序构造的探雷装置最大探测深度为9cm,从地面扫描确定地雷位置精度高,可作为地雷探测的一种有效手段.     

亚毫米波大功率脉冲探测器的初步研制

初步研制了一种用于300~400GHz频段的亚毫米波大功率脉冲探测器。基于强电场下的热电子效应,将n型硅探测芯片置入波导WR10的宽边,构成了探测器的过模探测模块。采用光刻和电镀工艺完成了探测芯片的加工,实现了很好的欧姆接触和尺寸精度。对集成的探测器样机进行了亚毫米波大功率脉冲测试和电压驻波比测量。结果表明:探测器样机的响应时间快达ps量级,相对灵敏度约为0.46kW-1,电压驻波比小于2.4,最大承受功率不小于数十W,与模拟结果符合得较好,满足亚毫米波大功率脉冲的直接探测需求。     

Development of T9 Type Thin Gap Chamber and the Measurement of the Detection Efficiency

The development and production of 400 sets of T9 type TGC (Thin Gap Chamber) for ATLAS experiment are undertaken by Shandong University. In this paper, the process of development of T9 type TGC is introduced first and then the method of measuring the detection efficiency of the TGC is described. The testing result of detection efficiency of 288 sets of T9 type TGC built by Shandong University shows that all the detectors excellently fulfill the quality requirements of ATLAS experiment.     

TGC测器的γ灵敏度测量

欧洲核子中心的大型强子对撞机探测器预计工作在 1 0 34 /(cm2·s)亮度 ,这将导致实验大厅的本底非常严重 .薄气隙室将作为 ATLAS实验中的前端 μ子触发器 .按照模拟计算 ,实验大厅薄气隙室周围的主要本底是中子和光子 .报告了薄气隙室探测器的 γ灵敏度的实验测量 .使用 γ能量从20ke V到1.8Me V的放射性 γ源 .目前测量的灵敏度小于 1 % ,与用 EGS4模拟计算结果相吻合. The Large Hadron Collider (LHC) at the European Laboratory for Particle Physics (CERN) is expected to operate at the luminosity of 10 34 /(cm 2 ·s), and the resulting background condition in the experimental hall would be quit severe. Thin Gap Chamber (TGC) will be used for forward muon triggering in the ATLAS experiment. According to a simulation, the main source of the background around TGC in the experimental hall is neutrons and photons. The sensitivity measurement for TGC...     

监控漂移管宇宙线实验性能研究

利用宇宙线对ATLAS实验上的监控漂移管室进行了性能研究, 根据BEE室的测试标准及步骤简要的测量了漂移管的主要特性. 包括: 漏电流、噪声水平、漂移时间分布、电荷分布及探测效率. 测试结果表明都在ATLAS规范要求之内.     

sTGC前端电子学批量测试系统设计与应用

ATLAS探测器PHASE Ⅰ升级过程中,将新建NSW探测器用于提高对Muon轨迹的探测效率,从而进一步提高一级触发效率。NSW由768个sTGC探测器模块组成,共计约33万探测通道。中国科学技术大学代表中国合作组承担了全部sTGC前端读出电子学设计和生产任务,开发了用于读出strip信号的s FEB读出板和读出pad与wire信号的pFEB读出板,制定了一套完整的FEB测试方案和测试流程。为了对生产完成的上千块FEB进行批量测试,严格按照sTGC读出系统要求,设计了能够同时测试FEB板704通道的多参数批量测试系统。利用FEB批量测试系统,完成了全部850块pFEB和sFEB板测试,并交付ATLAS合作组安装到了sTGC探测器上。     

The laser reference line method and its comparison to a total station in an ATLAS like configuration

A new type of measuring system, the Laser Reference Line, is proposed as a metrological tool and can be used within limited space to ensure a precise installation along an axis on the ATLAS interaction point. A simplified ATLAS like beam pipe mock-up is used for this test. The coordinates of the beam pipe are measured three times using the new method and a Total Station. The measurements agree within the measurement error of the Total Station, which indicates that the precision of the laser reference line is suitable for this specific task in the ATLAS experiment.     

工科物理虚拟仿真实验教学平台的建设实践

本文介绍了山东科技大学工科物理虚拟仿真实验教学中心建设历程。虚拟方正实验教学中心以山东省实验教学示范中心为依托,以创建国家级虚拟仿真实验教学中心为契机,通过围绕大学物理虚拟仿真平台的建设,从普通物理实验、近代物理实验和专业物理实验等几个方面展开系列工作,并提出虚实结合,有实有虚,实缺虚补的方针,对本校虚拟仿真实验教学方面建设所存在的问题及取得的成绩做了详细的叙述。     

Simulation of the transition radiation detection conditions in the ATLAS TRT detector filled with argon and krypton gas mixtures

Performance of the Transition Radiation Tracker (TRT) at the ATLAS experiment with argon and krypton gas mixtures was simulated. The efficiency of transition radiation registration, which is necessary for electron identification, was estimated along with the electron identification capabilities under such conditions.     

On the model-dependence of the relation between minimum-bias and inelastic proton-proton cross sections

The model-dependence of the relation between the inelastic and various minimum-bias proton-proton cross sections is analyzed, paying a special attention to the sensitivity of minimum-bias triggers to diffractive collisions. Concentrating on the trigger selections of the ATLAS experiment, the measured cross sections are compared to predictions of a number of hadronic Monte Carlo models used in the cosmic ray field. It is demonstrated that the ATLAS results are able to discriminate between different models and between certain theoretical approaches for soft multi-particle production. On the other hand, the strong model-dependence of the selection efficiency of the minimum-bias triggers prevents one from inferring high mass diffraction rate from the discussed data. Moreover, the measured cross sections prove to be insensitive to the production of low mass diffractive states in proton-proton collisions. Consequently, a reliable determination of the total inelastic cross section requires forward proton tracking by a dedicated experiment.     

A hardware fast tracker for the ATLAS trigger

The trigger system of the ATLAS experiment is designed to reduce the event rate from the LHC nominal bunch crossing at 40 MHz to about 1 kHz, at the design luminosity of 10³⁴ cm^–2 s^–1. After a successful period of data taking from 2010 to early 2013, the LHC already started with much higher instantaneous luminosity. This will increase the load on High Level Trigger system, the second stage of the selection based on software algorithms. More sophisticated algorithms will be needed to achieve higher background rejection while maintaining good efficiency for interesting physics signals. The Fast TracKer (FTK) is part of the ATLAS trigger upgrade project. It is a hardware processor that will provide, at every Level-1 accepted event (100 kHz) and within 100 microseconds, full tracking information for tracks with momentum as low as 1 GeV. Providing fast, extensive access to tracking information, with resolution comparable to the offline reconstruction, FTK will help in precise detection of the primary and secondary vertices to ensure robust selections and improve the trigger performance. FTK exploits hardware technologies with massive parallelism, combining Associative Memory ASICs, FPGAs and high-speed communication links.