三级GEM气体探测器性能的实验研究

GEM探测器是一种新型微型气体探测器(Micro-Pattern Gas Detector), 在粒子物理实验及低能X射线成像系统中有着较大的应用前景. 文章研制了一种适用于低能X射线成像和带电粒子径迹测量的三级GEM气体探测器. 使用放射源⁵⁵Fe对其气体放大特性、电荷传输效率及能量分辨本领等性能进行了实验研究, 重点研究了传输区电场对气体有效增益和能量分辨本领的影响. 实验结果表明, 三级GEM探测器的暗电流和噪声较小, 有效增益能够达到10⁵以上并稳定地工作, 对5.9keV的X射线能量分辨率可达24%, 传输区电场强度大于3000V/(cm.atm)时, 能量分辨率基本稳定在30%左右.     

基于GEM读出的TPC工作气体的研究

针对TPC中对于电子漂移的要求, 结合Garfield软件, 研究了我们所研制的TPC原型所用的工作气体. 分析了不同气体对于电子漂移的寿命、漂移速度、横向和纵向扩散, 以及电离特性等参数的影响; 结合分析论证, 得到了以Ar, CH₄和CF₄为主要成分的气体作为工作气体时TPC的性能指标. 并且测试了该气体中的读出GEM探测器的能量分辨率、气体增益等性能参数, 获得了很好的结果.     

基于GEM读出的TPC原型设计与建造

基于GEM探测器读出的TPC漂移室,具有非常多的优势,是ILC中央径迹探测器的首选方案之一。本文介绍了一个GEM－TPC原型机的设计。通过对该原型机进行的一系列测试,证明了该系统设计合理、搭建成功,已具备其基本功能,可以进行深入的测试研究。