氣體探測器發(fā)展ppt課件(編輯修改稿)
2025-05-31 03:28 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 下，多徑跡分辨差 20 ? 近年來，各種高強(qiáng)度，高能量的加速器的建造給探測器也提出了新的更高的要求。 ? 極快的時間響應(yīng) 。強(qiáng)子對撞機(jī) LHC的對撞間隔是 25ns, HERAB的時間間隔是 96ns，所以，探測器的時間響應(yīng)不能大于 100ns。 ? 高精度 ，在高計數(shù)的前提下要有 ≤50?m 的帶電粒子的徑跡分辨。 ? 因為所測量的粒子是最小電離粒子，探測器還必須有 高增益 才能有較高的探測效率。 ? 近期出現(xiàn)的幾種新型氣體位置靈敏探測器。從技術(shù)上講，這些新的探測器大都建立在現(xiàn)代先進(jìn)的微電子技術(shù)、光刻技術(shù)、多層板技術(shù)的基礎(chǔ)之上。 ? 各種類型的無絲位置靈敏探測器的發(fā)展，使氣體探測器的技術(shù)進(jìn)入一個嶄新蓬勃發(fā)展的新時期。 21 微條氣體室 MSGC MSGC (MicroStrip Gas Chamber) 一、 結(jié)構(gòu)和工作原理 ? 在絕緣或半絕緣基質(zhì)板上通過蝕刻而成的兩組細(xì)金屬條 : 陽極條（ 510?m），電場條（ 50100 ?m） ? 產(chǎn)生雪崩倍增的陽極和陰極之間的距離大大縮短 22 二、性能 ? 空間分辨 : 30 ?m，雙徑跡分辨 400 ?m。 ? 能量分辨 11%（ 55Fe） ? 時間響應(yīng) 上升時間 ?35ns,下降時間也只有～ 60ns ? 高計數(shù)率限 106mm－ 2s－ 1 由于 MSGC好的能量、位置分辨，快的時間響應(yīng)和快的計數(shù)率能力，而得到人們廣泛的關(guān)注。 CMS采用其作為內(nèi)層的徑跡探測器。 ? M~103 ? 放大倍數(shù)穩(wěn)定性不好 主要原因是在墊板上的電荷堆積和放電問題。在氣體，電極的材料，墊板的材料和表面處理等方面找到了比較好的解決方案。 電極易老化，影響壽命 23 氣體電子倍增器 GEM GEM (Gas Electron Multiplier) 一、結(jié)構(gòu)和工作原理 ? GEM是用很薄的兩面都是附有極薄的銅箔的有機(jī)聚合薄箔制成；在有機(jī)聚合薄箔上用光刻技術(shù)打有高密度的小孔 ? 電子由上面轉(zhuǎn)換區(qū)飄進(jìn)小孔，放大后，繼續(xù)飄進(jìn)過渡區(qū)到達(dá)下面的電極進(jìn)行收集 24 二、性能 ? 空間分辨 : 40 ?m ? 時間響應(yīng) 信號純粹由電子產(chǎn)生，無離子尾巴，速度很快 ? GEM的放大倍數(shù)與孔的大小，膜的厚度有關(guān)，當(dāng)然是電壓的函數(shù)。當(dāng)選取優(yōu)化的參數(shù)在 ArCO2(70:30)的氣體中，放大倍數(shù)可達(dá) 104 幾個倍增結(jié)構(gòu)級聯(lián)使用 必須對每個 GEM上的電壓，漂移極的電壓，工作氣體等各種因素進(jìn)行優(yōu)化 。 GEM+MSGC 兩級 GEM 25 三、應(yīng)用 ? 粒子物理實驗 COMPASS雙 GEM ? X成像，醫(yī)療診斷 26 微網(wǎng)平面氣體探測器 Micromegas Micromegas (Micro Mesh Gaseous Structure) 一、 結(jié)構(gòu)和工作原理 用很薄很細(xì)的金屬網(wǎng)代替陰極絲平面，用刻有微條的板作為陽極平面，兩平面之間的間隔小于100?m。這一小間隙可以用耐壓好的石英絲或尼龍絲做墊片來保證。 27 二、性能 ? 空間分辨 : 60 ?m ? 時間響應(yīng) 與放大間隙有關(guān)，當(dāng)雪崩間隙由 100?m下降到 50?m時，信號的上升時間會減少 2倍，當(dāng)間隙為 50?m時， 30ns的時間可以收集到整個信號 ? 高計數(shù)率限 109mm－ 2s－ 1 ，基本無飽和現(xiàn)象 ? M~3x105 （ Ar+C2H6+CF4） ? 在探測器的均勻性，工作穩(wěn)定性和長時間的可靠的實驗中，均沒有發(fā)現(xiàn)異常問題。 微網(wǎng)平面氣體探測器（ Micromegas） 不僅可以做高能物理實驗的徑跡探測器，還有可能做頂點探測器，同時可以應(yīng)用在其它高計數(shù)率的領(lǐng)域。 28 微隙室 MGC
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