高增益型微结构气体探测器测试

论文摘要

高增益是微结构气体探测器的主要性能指标之一,可以有效提高探测器的信号噪声比,是微结构气体探测器发展的一个重要方向。本次实验的主要目的:验证了 THGEM-MICROMEGAS探测器设计方案的可行性。通常采用多个探测器级联的工作模式得到较高的增益。本文的主要工作是设计了微感应区THGEM的新工作模式。即将THGEM探测器的感应区间距减小同时在感应区加强电场形成THGEM和MICROMEGAS两级放大的工作模式,从而得到较高增益,并对该设计的可行性进行了实验研究。实验中,将THGEM探测器的感应区间距从1～2mm减小到100 μ M,同时保持THGEM上下电极处于正常工作的电压差条件下增加THGEM下表面的电压,使得微感应区电场增强实现两级放大。当THGEM上下表面电压差保持在600V同时微感应区电压差300V时,较THGEM单独工作时信号幅度增大1.8倍,而此时微感应区单独构成的MICROMEGAS探测器则无法正常工作,但是打火率相比于THGEM大大增加,增加到0.6‰,并且能量分辨变差。能量分辨变差是由于THGEM下表面电极边沿电场强度相比于THGEM孔在微感应区对应的电场强度变强造成微感应区电场不一致造成的。相同条件下,只增加THGEM上下表面电压差至650V时,探测器的信号幅度又增大了 1.6倍,打火率增加到约0.9‰,但是探测器的能量分辨更加变差了。实验结果初步验证了微感应区的THGEM探测器实现高增益的设计时可行的。为了解决打火率和提高探测器的能量分辨率,我们建议将THGEM的下表面电极采用不锈钢丝网布代替,得到更加一致的电场强度,有待进一步优化测试。

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摘要

Abstract

第一章引言

第二章气体探测器的简介

2.1 核探测技术的发展及前景展望

2.2 气体探测器的简介

2.2.1 气体探测器的工作原理

2.2.2 带电粒子在气体中的能量损失

2.2.3 原初电离和总电离

2.2.4 气体探测器的发展

2.3 GEM及MICROMEGAS探测器的简介

2.3.1 GEM探测器工作原理

2.3.2 MICROMEGAS探测器的工作原理

2.4 THGEM和bulk MICROMEGAS探测器工艺的发展

2.4.1 GEM探测器工艺的发展

2.4.2 MICROMEGAS探测器发展

第三章 THGEM-MICROMEGAS探测器

3.1 关于探测器的构想

3.2 探测器的工作原理

3.3 探测器结构

3.4 测试条件

3.5 探测器电子学框图

3.6 探测器的数据处理

3.6.1 探测器的有效增益的确定

3.6.2 探测器计数率的计算

3.6.3 探测器打火率的计算

第四章测试及实验结果

4.1 THGEM探测器工作状态测试

4.2 探测器漂移区工作状态测试

4.3 探测器THGEM层工作状态测试

4.4 微感应区MICROMEGAS探测器工作状态测试

4.5 THGEM-MICROMEFGAS探测器工作状态测试

4.6 小结

第五章结论及展望

5.1 总结

5.2 展望

附录Ⅰ.数据转换文件

55Fe X射线的能谱'>附录Ⅱ.实验中部分⁵⁵Fe X射线的能谱

参考文献

致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 王煜峰

导师: 戴本忠,王建松

关键词: 气体探测器,微感应区,增益,打火率,能量分辨

来源: 云南大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 物理学

单位: 云南大学

分类号: O572.212

总页数: 77

文件大小: 6336K

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