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高增益型气体电子倍增微网结构探测器的性能研究

范胜男 王波 祁辉荣 刘梅 张余炼 张建 刘荣光 伊福廷 欧阳群 陈元柏

高增益型气体电子倍增微网结构探测器的性能研究

范胜男, 王波, 祁辉荣, 刘梅, 张余炼, 张建, 刘荣光, 伊福廷, 欧阳群, 陈元柏
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  • 随着微结构气体探测器的不断发展, 不同的探测需求相继提出.为了实现气体探测器在高增益和低打火率的条件下长时间稳定工作, 结合气体电子倍增器(GEM)与微网结构气体探测器(MicroMegas)的探测优势, 成功研制出一种基于GEM作为预放大的MicroMegas探测器, 详细介绍了探测器结构和工作原理, 并利用55Fe放射源对探测器增益、打火率、能量分辨和工作稳定性等性能进行了实验测量. 分析结果显示GEM-MicroMegas探测器可以连续工作30 h 以上, 探测器增益可以超过106, 相对于无GEM膜的MicroMegas探测器, 相同增益下打火率可以降低近100倍.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 11275224)资助的课题.
    [1]

    Giomataris Y, Rebourgeard P, Robert J P, Charpak G 1996 Nucl. Instr. Meth. A 376 29

    [2]

    Bernet C, Abbon P, Ball J, Bedfer Y, Delagnes E, Giganon A, Kunne F, Le Goff J M, Magnon A, Marchand C, Neyret D, Panebianco S, Pereira H, Platchkov S, Procureur S, Rebourgeard P, Tarte G, Thers D 2005 Nucl. Instr. Meth. A 536 61

    [3]

    Alexopoulos T, Attié D, Boyer M, Colas P, Derré J, Diblen F, Fanourakis G, Ferrer-Ribas E, Gazis E, Geralis T, Giganon A, Giomataris I, Herlant S, Jeanneau F, Kirch S, Ntomari E, Papaevangelou Th, Titov M, Tomás A, Tsipolitis G 2010 JINST 5 02003

    [4]

    Delbart A 2010 Nucl. Instr. Meth. A 623 105

    [5]

    Raether H Z 1939 Physica A 112 464

    [6]

    Fonte1 P, Peskov V, Ramsey B D 1997 SLAC J. 97 1

    [7]

    Zheng X C, Li Y L, Lai Y F, Li J 2007 Nucl. Electron. Detect. Technol. 27 89 (in Chinese) [郑晓翠, 李玉兰, 来永芳, 李金 2007 核电子学与探测技术 27 89]

    [8]

    Fonte P, Martinengo P, Nappi E, Oliveira R, Peskov V 2008 Nucl. Instr. Meth. A 602 850

    [9]

    Fan R R, Hou F J, Ouyang Q, Chen Y B, Yi F T, Xie Y G, Dong J 2010 Chin. Phys. C 34 1636

    [10]

    Xie Y G, Chen C, Wang M, Lü J G, Meng X C, Wang F, Gu S D, Guo Y N 2003 Nuclear Detector and Data Acquisition (Beijing: Science Press) pp33-39,628 (in Chinese) [谢一冈, 陈昌, 王曼, 吕军光, 孟祥承, 王峰, 顾树棣, 过雅南 2003 粒子探测器与数据获取(北京: 科学出版社)第33–39, 第628页]

    [11]

    Alexopoulos T, Burnens J, de Oliveira R, Glonti G, Pizzirusso O, Polychronakos V, Sekhniaidze G, Tsipolitis G, Wotschack J 2011 Nucl. Instr. Meth. A 640 110

    [12]

    Charpak G, Derré J, Giomataris Y, Rebourgeard P 2002 Nucl. Instr. Meth. A 478 26

  • [1]

    Giomataris Y, Rebourgeard P, Robert J P, Charpak G 1996 Nucl. Instr. Meth. A 376 29

    [2]

    Bernet C, Abbon P, Ball J, Bedfer Y, Delagnes E, Giganon A, Kunne F, Le Goff J M, Magnon A, Marchand C, Neyret D, Panebianco S, Pereira H, Platchkov S, Procureur S, Rebourgeard P, Tarte G, Thers D 2005 Nucl. Instr. Meth. A 536 61

    [3]

    Alexopoulos T, Attié D, Boyer M, Colas P, Derré J, Diblen F, Fanourakis G, Ferrer-Ribas E, Gazis E, Geralis T, Giganon A, Giomataris I, Herlant S, Jeanneau F, Kirch S, Ntomari E, Papaevangelou Th, Titov M, Tomás A, Tsipolitis G 2010 JINST 5 02003

    [4]

    Delbart A 2010 Nucl. Instr. Meth. A 623 105

    [5]

    Raether H Z 1939 Physica A 112 464

    [6]

    Fonte1 P, Peskov V, Ramsey B D 1997 SLAC J. 97 1

    [7]

    Zheng X C, Li Y L, Lai Y F, Li J 2007 Nucl. Electron. Detect. Technol. 27 89 (in Chinese) [郑晓翠, 李玉兰, 来永芳, 李金 2007 核电子学与探测技术 27 89]

    [8]

    Fonte P, Martinengo P, Nappi E, Oliveira R, Peskov V 2008 Nucl. Instr. Meth. A 602 850

    [9]

    Fan R R, Hou F J, Ouyang Q, Chen Y B, Yi F T, Xie Y G, Dong J 2010 Chin. Phys. C 34 1636

    [10]

    Xie Y G, Chen C, Wang M, Lü J G, Meng X C, Wang F, Gu S D, Guo Y N 2003 Nuclear Detector and Data Acquisition (Beijing: Science Press) pp33-39,628 (in Chinese) [谢一冈, 陈昌, 王曼, 吕军光, 孟祥承, 王峰, 顾树棣, 过雅南 2003 粒子探测器与数据获取(北京: 科学出版社)第33–39, 第628页]

    [11]

    Alexopoulos T, Burnens J, de Oliveira R, Glonti G, Pizzirusso O, Polychronakos V, Sekhniaidze G, Tsipolitis G, Wotschack J 2011 Nucl. Instr. Meth. A 640 110

    [12]

    Charpak G, Derré J, Giomataris Y, Rebourgeard P 2002 Nucl. Instr. Meth. A 478 26

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出版历程
  • 收稿日期:  2012-11-23
  • 修回日期:  2013-01-24
  • 刊出日期:  2013-06-05

高增益型气体电子倍增微网结构探测器的性能研究

  • 1. 核探测与核电子学国家重点实验室, 中国科学院高能物理研究所, 北京 100049;
  • 2. 中国科学院高能物理研究所, 北京 100049;
  • 3. 中国科学院大学, 北京 100049;
  • 4. 兰州大学, 兰州 730000
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 11275224)资助的课题.

摘要: 随着微结构气体探测器的不断发展, 不同的探测需求相继提出.为了实现气体探测器在高增益和低打火率的条件下长时间稳定工作, 结合气体电子倍增器(GEM)与微网结构气体探测器(MicroMegas)的探测优势, 成功研制出一种基于GEM作为预放大的MicroMegas探测器, 详细介绍了探测器结构和工作原理, 并利用55Fe放射源对探测器增益、打火率、能量分辨和工作稳定性等性能进行了实验测量. 分析结果显示GEM-MicroMegas探测器可以连续工作30 h 以上, 探测器增益可以超过106, 相对于无GEM膜的MicroMegas探测器, 相同增益下打火率可以降低近100倍.

English Abstract

参考文献 (12)

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