在HeC3H86040混合气体中电子的漂移和倍增.docx

在He/C3H860/40)混合气体中电子的漂移和倍增刘建北 陈元柏 陈 在 He/C3H860/40)混合气体中 电子的漂移和倍增 刘建北 陈元柏 陈 中国科学院高能物理研究所 北京 昌 100039) 摘要:报道用均匀场漂移室测量得 到 在 He/C3H860/40)混 合 气 体 中 的 电 子 饱 和 漂 移 速 度 为 3.8 cm/psO气体增益在 2 104 以上将出现饱和效应O由于很好地降低了放大器的噪音干扰 在55Fe能谱的 低端观察到 1.5keV Al的特征 KX射线在 He原子上产生的的全能光电峰O 关键词:氦基混合气体;电子漂移速度;气体增益 中图分类号: 文献标识码: 文章编号: TL816 A 025806-0497-05 混 合 气 体 将 是 He/C3H860/40) MDCIV 引言 0 重要的候选工作气体O 本文报道 He/C3H860/ 北 京正负电子对撞机BEPC)及其探测器 40)混合气体性能的实验研究 包括用均匀场漂 移 室测量了 He/C3H860/40)混合气体的电子 漂移速度 用正比管测量了 He/C3H860/40)混 合气体的气体增益等O 北 京 谱 仪 BES)将 升 级 为 BEPCII/BESIIIO BEPCII是一个多束团高亮度的双环对撞机 其 设计峰值亮度为 1033cm- 2-s- 1O这将使实验的 统计误差大幅度减小 因此要求 BESI 具有很 高的测量精度O漂移室MDCV )是 BESI 最重 要的子探测器之一O为满足 BESI 高精度的要 求 MDCV 必须大幅度提高动量测量精度O 在 BEPCII能区2~ 5GeV)正负电子对撞产生的 次级带电粒子的动量多数小于 1GeV/GO 对于 这些低动量带电粒子 影响其动量测量精度的 主要贡献来自于带电粒子在探测器内物质中的 多次库仑散射O为了提高动量测量精度 MDCV 将采用低质量的氦基混合气体作为工作气体O 实验装置和方法 1 电子漂移速度测量实验装置和方法 测 量 电 子 漂 移 速 度 的 实 验 装 置 如 图 1所 示O 图中小型精密均匀场漂移室[3]由均匀场漂 移区和高场探测区两部分组成 中间由接地栅 网隔开O 栅网由直径 11pm 丝距为 0.5 的镀 金钨丝组成O在漂移区 漂移场主要由栅网与阴 极平面的电压差提供O 漂移区的四壁贴有一层 具 有 等 间 隔 平 行 铜 条 的 Kapton有 机 薄 膜 铜 1.1 条宽 0.6 条距 2.5 O 一个线性电阻分压链 连接到每个铜条上 以形成更均匀的漂移场O漂 收稿日期:2003-02-12 作 者 简 介:刘 建 北 1978-) 男 湖 南 洞 口 人 中 国 科 学院高能物理研究 所 博 士 生 主 要 从 事 粒 子 物 理 研 究;陈元柏1956-)男 湖北浠水人 中国科学院高能 物 理 研 究 所 研 究 员 主 要 从 事 粒 子 物 理 研 究;陈 昌 1940-) 男 江苏常州人 中国科学院高能物理研究 所研究员 主要从事粒子物理研究O 移区长 通过改变阴极负高压可以从外部 35 改变漂移电场值O 探测区由栅网和另一接地平 面限定 厚度为 5mm 阳极丝 和 电 场 丝 分 别 为 直径 11和 50pm 的镀金钨丝 间距为 2mmO漂 移 区 室 壁 两 边 钻 有 一 组 精 密 定 位 孔 直 径 0.9 mm) 配 合 准 直 器 作 为 放 射 源90SrB射 线 的 入 图 1 漂移速度测量实验装置和电子学框图B射线穿过 10pm 厚的 Mylar膜进入漂移区,入射粒子在工作气体中产生电离,通过出 图 1 漂移速度测量实验装置和电子学框图 B射线穿过 10pm 厚的 Mylar膜进入漂移 区,入射粒子在工作气体中产生电离,通过出射 孔到达闪烁计数器,闪烁计数器信号给出入射 粒子的起始时间 t0O 对于放射源不同位置 z和 j,通 过 测 量 电 离 电 子 的 漂 移 时 间 ti和 tj,可 得 到漂移速度; 测试输入端对整个测量系统进行刻度O 用 多 道 测 量 出 X 射 线 能 谱,结 合 刻 度 结 果,便能得到阳极丝雪崩信号的电荷量 GtO X 射线在混合气中产生的初级电离电子数 Np = zpzEx/Wz C2) z 其中 Pi为混合气中第 z种气体组分的比例,Ex zc = Cxj- xz)/Ctz- tj)= AS/AT C1) 为 X射线能量,W 为在第 种气体中产生一对 z 这里 AS= xj- xi是 漂 移 距 离 之 差,AT= tj- ti 为漂移时间之差O 入射 B粒子穿过入射和出射孔在闪烁计数 器产生的信号经恒