基于TripleGEM新型高效快中子探测器的研制报告人：王晓冬12成员.PPT

高效快中子探测器概念的提出与理论验证 http://www.ptb.de Cortesi M, et al. JINST, 2012, 7, C02056 1，中子转化方式： 单层聚丙烯（PP）转化技术 1，中子转化方式： 多层聚乙烯（PE）转化技术 引言 高效快中子探测器 概念的提出与理论验证 多层高密度聚乙烯（HDPE）快中子探测原理图 多层中子-质子转化层模型的计算机模拟 WANG Xiaodong et al., SCIENCE CHINA Physics, Mechanics Astronomy, (2013) 9 56:1744-1749 基于GEM快中子探测原理 转化效率随单层HDPE厚度的变化 沉积能量随气隙间隔变化曲线 探测效率随转化单元个数的变化曲线 高效快中子探测器 概念的提出与理论验证 对于14 MeV单能中子， 当转化单元个数为400个时， 探测效率为2.36% 质子和Ar40对总能量沉积的贡献 次级粒子对总能量沉积分布的贡献 总沉积能量以及次级粒子的对其的贡献 快中子在GEM探测 器中的输运过程模拟 总沉积能量不同工作气体成分变化 总沉积能量随不同中子源的变化 总沉积能量分布和不同气体成份以及不同快中子源的关系 快中子在GEM探测 器中的输运过程模拟 GEM探测器的 设计、搭建和测试 探测器框架和PCB的设计和加工 尺 寸： 360 360 mm2 方 式：单面条读出 条 宽：110 um 间 隔： 80 um 灵敏区：100 100 mm2 数 目：496条 by AutoCad and AltiumDesigner ? 尺 寸：290 290 56 mm3 有效空间：256.5 256.5 33 mm3 高 压：7个高压 气 口: 进、出气口(同侧) by SolidWork ? 漂移电极的制作 1,打磨、酒精浸泡、超声波清洗； 2,用拉膜机布置2 m的镀铝膜； 3,给漂移电极框涂抹有机胶水； 4,均匀放置在2um的膜上,并压重物; ? 5,等待24小时,待有机胶自然干结； 6,分割每一个漂移电极框； 7,打磨、清理并检查是否通路； 8,把合格的漂移极收置在归纳箱。 粘接 重压 分割 成品 GEM探测器的 设计、搭建和测试 前放142PC 进气口 出气口 高压接头 源:55Fe 供气系统：Ar：CO2=80:20 气密性检测 高压和NIM插件 探测器密封检测和搭建 数据采集系统 探测器测试图 GEM膜安装 GEM探测器的 设计、搭建和测试 两峰道址比值：2 Q(pc)=0.000499Ch-0.0019 ? 标定结果： Triple GEM原理图 Triple GEM 探测器的基本性能测试 1 2 3 gem 隔档 PCB 有效增益随漂移电场和GEM电压的变化曲线 实验结果：有效增益可达5.0 104。 ? Triple GEM 探测器的基本性能测试 能量分辨率随漂移场和GEM电压的变化曲线 实验结果：能量分辨率是19.2%。 Triple GEM 探测器的基本性能测试 Top PMT 门信号 GEM 符合信号 Bottom PMT 探测效率测试 电子学系统框图 探测效率 测试实验图 探测效率 Triple GEM 探测器的基本性能测试 探测效率 实验结果：Triple GEM探测效率为98%。 Triple GEM 探测器的基本性能测试 塑闪 pre.amp.142B tstart tend GEM 时间分辨率 Triple GEM 探测器的基本性能测试 大量电子被收集时，会造成信号幅度的晃动最终导致时间信息的晃动。 ? 时间-幅度修正 时间分辨率为31 .4 ns 时间分辨率为22.6 ns (修正后) Triple GEM 探测器的基本性能测试 第一版 第二 版 1mm 38层 1mm 21层 基于Triple GEM高效快 中子探测器的搭建和测试 基于Triple GEM新型高效快中子探测器原理图 基于Triple GEM高效快 中子探测器的搭建和测试 21层 38层 单层 有效快中子响应率随不同转化层数量的变化曲线 基于Triple GEM高效快 中子探测器的搭建和测试 WANG Xiao-Dong, et al.,Chinese Physics