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氣體探測器發(fā)展ppt課件(編輯修改稿)

2025-05-31 03:28 本頁面
 

【文章內容簡介】 下,多徑跡分辨差 20 ? 近年來,各種高強度,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 。強子對撞機 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。從技術上講,這些新的探測器大都建立在現(xiàn)代先進的微電子技術、光刻技術、多層板技術的基礎之上。 ? 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進入一個嶄新蓬勃發(fā)展的新時期。 21 微條氣體室 MSGC MSGC (MicroStrip Gas Chamber) 一、 結構和工作原理 ? 在絕緣或半絕緣基質板上通過蝕刻而成的兩組細金屬條 : 陽極條( 510?m),電場條( 50100 ?m) ? 產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 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,快的時間響應和快的計數(shù)率能力,而得到人們廣泛的關注。 CMS采用其作為內層的徑跡探測器。 ? 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、結構和工作原理 ? GEM是用很薄的兩面都是附有極薄的銅箔的有機聚合薄箔制成;在有機聚合薄箔上用光刻技術打有高密度的小孔 ? 電子由上面轉換區(qū)飄進小孔,放大后,繼續(xù)飄進過渡區(qū)到達下面的電極進行收集 24 二、性能 ? 空間分辨 : 40 ?m ? 時間響應 信號純粹由電子產生,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,當然是電壓的函數(shù)。當選取優(yōu)化的參數(shù)在 ArCO2(70:30)的氣體中,放大倍數(shù)可達 104 幾個倍增結構級聯(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行優(yōu)化 。 GEM+MSGC 兩級 GEM 25 三、應用 ? 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、 結構和工作原理 用很薄很細的金屬網(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 與放大間隙有關,當雪崩間隙由 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,同時可以應用在其它高計數(shù)率的領域。 28 微隙室 MGC
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