besⅲ漂移室加速老化实验研究

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时间:2019-02-11

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1、BESlII漂移室加速老化实验研究摘要北京谱仪III(BES-BeijingSpectrometer111)是运行在北京正负电子对撞机(BEPCII)(BeijingElectronPositronColliderII)上的一台大型通用探测器。主漂移室(MainDriftChamber)是北京谱仪上最重要的子探测器之一。由于漂移室制作周期长,造价高,确保其长期稳定工作十分重要。气体探测器一般都有老化问题,为保证建成后的漂移室能长期正常运行,因此对漂移室和所选用的工作气体需作老化实验。本文首先介绍了漂移室的基本

2、原理和结构,以及其老化机制和老化相应的参数表示。介绍了漂移室老化模型的结构和实验的前期准备工作,包括拉丝、密封、张力和漏电流测量和气体系统、高压系统等。在测量漂移室模型老化率的老化实验中,我们用1.ssxio.Bq55Fe5.9keyX-射线放射源作加速老化实验。测量了阳极丝电流I和”Fe5.9keVX-射线全能光电峰位随累积电荷量Q的变化,由此得到累积相当BESIIIDC5年全天候运行的电荷量(0.07c/cm)后,漂移室小单元的阳极电流降为初始值的87%:老化率为R-一0.1996/(mC/cm)。因此我

3、们认为He/C矗18(60/40)混合气体的老化在合理的范围内.就是说,有老化,能接受,5年后还能工作!为了选择合适的气源,我们对两家不同公司提供的C凰气体(纯度均为99.95%)进行了多次测量。未观察到两家的C凰气有明显的差别。这为漂移室选择气源提供了根据。为了考证采用不同射线对漂移室老化性能的影响,我们继而用lOmCi舯sr在漂移室老化模型丝的局部部位作加速老化实验,由此得到累积0.07C/cm电荷量后,漂移室小单元的阳极电流降为初始值的84%:老化率为R-一0.23%/(mC/cm)。与用5审e的结果可

4、比拟。进一步验证了漂移室寿命的可靠性。为了研究减小老化的方法,我们在老化室模型的气体系统中加了水泡泡瓶,结果表明,提高工作气体中的水汽含量不仅可以抑制漂移室的老化,而且可以治疗已老化的漂移室,使其电流增益恢复。这为今后解决漂移室的老化问题提供了重要参考。多轮老化试验后我们发现测出老化率的大小与放射源强度相关,辐照所用放射源强度越大,测出的老化率越小。继而我们讨论了产生此种相关的可能原因。关键词:BESIII,漂移室,加速老化,阳极丝电流,全能光电峰位ExperimentalStudyofAccelerated

5、AgingofBESIIIDriftChamberPrototypeAbstractBeijingSpeetrometerllI(BESIII)isageneral·purposedetectorlocatedintheinteractionregionattheBEPC2storagering.wheretheelectronandpositronbeamscollide.111edriftchamber(DC)isoneofthemostimportantsub-detectorsinBESIII.It’

6、sverynecessarytoensurethatthedriRchambercouldrunregularlyafteralongtimebecauseofthehigllexpenseandthelongperiodoftheconstruction.Usually,thereareagingproblemsinthegasdetectors.Inordertoensurethatthedriftchambercouldrunregularlyafteralongtime,it'snecessaryfo

7、rUStoperformthea西ngexperimentbeforebuidingthedriftchamber.Atfast,Thcbasicprinciple,structure,agingmechanismofthedriRchamberandtheagingparameterweredescribed,thenthestructureoftheagingprototypeandpreparatoryworkincludingwiring,sealingwiretensionandleakcurren

8、tmeasurement,gassystem,hi曲voltagesystemwereintroduced.Theexperimentalstudyofacceleratedagingofprototype讲thradioactiveSOurtT,e”Fe5.9keVX-my(1.85x10’Bq)Wasdone.Thedependenceofanodecurrentandfullenergypho

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