《气体探测器发展》PPT课件

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1、1时间投影室TPCTPC(TimeProjectionChamber)一、结构和工作原理E和B方向平行且与阳极丝垂直Lorentz力为0；电离的径迹会因电子漂移中的横向扩散而变宽，不过很强的磁场会减小这种影响。栅丝、阳极丝、场丝栅丝的作用是使漂移场的电力线形成一个漏斗形，将电离电子聚集到灵敏丝上阳极丝测dE/dX部分阳极丝（空间丝）下面有由感应片组成的阴极感应条。2空间丝上带电粒子的径迹坐标就由丝上雪崩在感应片上感应信号的重心所决定。（100m）漂移时间给出z向的位置。（300m）两者结合，给出

2、带电粒子的三维坐标。3二、PEP-4的高压TPC圆柱半径1m，长2m。圆柱中央有一加负高压（-150kV）的电极将圆柱分为左右对称的两半。圆柱的两端面是栅丝平面、阳极丝平面（包括灵敏丝和场丝）和阴极感应平面。磁场B=1.5T，与电场平行，测动量，减小漂移电子的横向扩散。每个端面分6个扇区，每个扇区有183根灵敏丝，彼此平行且与半径方向垂直，丝距4mm。其中15根丝彼此距离相等，下面有7.5x7.5mm的感应片。灵敏丝直径为20m，栅丝和场丝76m4Ar（80%）+CH4（20%）。PEP-4的T

3、PC侧重于粒子鉴别，故充以高气压（8.5个大气压），有利于dE/dX的测量。dE/dX的能量分辨3%空间分辨其中，L为漂移距离，LM=1m为最大漂移距离；为带电粒子径迹与灵敏丝平面垂直方向的夹角；为电子的俘获率；A为电子学等效应引起的本征空间分辨率；B、C分别为L、函数项的系数当L=0，=0时，xy=160m最小值Z向空间分辨为z=340m51个大气压Ar（80%）+CH4（20%）。圆柱长2.66m。圆柱中央有一加负高压（-20kV）的电极将圆柱分为左右对称的两半。与电场平行

4、磁场B=1.2T每个端面分6个扇区，每个扇区有192根灵敏丝，阴极板有16圈感应片，每圈相距4.5cm。每片面积为52.5mm2，每圈的片数从16到144片不等，但为16的倍数。宽度不同三、DELPHI的常压TPC6L=4.2m,D=4m内外扇区阴极片尺寸不一样四、STAR上的TPC760cm190cmOutersector6.2×19.5mmpads3940padsInnersector2.85×11.5mmpads1750pads24sectors(12onaside)Largepadsgood

5、dE/dxresolutionintheOutersectorSmallpadsforgoodtwotrackresolutionintheinnersector70MillionsreadoutChannelsOuterandInnerSectorsofthePadPlane84mmanodegatedgridV=150V0V增加“门”丝以减小高计数率下的空间电荷效应，加快正离子收集由与在TPC中心发生对撞时间有关的外加脉冲触发9用于重离子固定靶实验。规模较小；由于重离子碰撞中产生的很高的粒子径

6、迹密度，因此侧重点在双径迹分辨及次级顶点的重建。密布的短丝（NA36，BNL810，无感应条读出）将阴极感应条平面分成大量的感应片（NA35，HISS，无信号丝读出）e+e-对撞机的实验中的TPC有好的动量分辨及粒子鉴别，双径迹分辨较差；重离子实验中的TPC有好的双径迹分辨，一般也有好的动量分辨，但粒子鉴别能力较差五、其它气体TPC10用液体代替气体作为带电粒子的探测介质有许多优点。气泡室、液氩电磁量能器液体TPC具有良好的能量与空间分辨，像气泡室一样，能给出电离径迹的三维成像。特别适合高精度、大质

7、量的应用与寻找稀有事例的实验中，例如太阳中微子、质子衰变及双衰变等。常用液氩(LAr)六、液体TPC11屏蔽栅(Y)感应平面(Y)由灵敏丝（2根一组，相距0.6mm）、屏蔽丝构成收集平面(X)给出另一维坐标屏蔽栅的存在，使得在漂移电子未穿过栅丝之前，不会在灵敏丝上产生感应信号。屏蔽栅平面对漂移电子100%透明的条件E2/E1>1.4E3/E1>3电场线将在感应平面的灵敏丝之间通过而到达收集平面的灵敏丝12三维成像每个事例2个二维平面成像：漂移时间-感应丝、漂移时间-收集丝被取样采集的电荷值表示为

8、像素的黑度，越黑表示电荷值越高13宇宙线引起的簇射在收集面的成像包含电磁簇射和强子簇射小黑点由1MeV的光子形成14气体探测器的新发展15多漂移单元模块MDM顶点探测器位于最内部，维修难。不仅要求定位精度高和计数率限高，还要求高可靠性、抗辐射性能强。MDM(MultidriftModule)一、结构单元：半径1.5mm1+6；31m的不锈钢丝性能最好模块：70个单元包在30mm的六角形碳纤维管内。管子作为机械支撑、气体密封。每根径迹30次取样16二、性能M=10