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多隙阻性板室(MRPC)的性能和工作气体关系的模拟研究(英文)

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高能物理与核物理 2006年第3期30卷 232-237页

作者：贾怀茂来永芳李元景李金王义岳骞清华大学工程物理系北京100084

多气隙阻性板室(MRPC)以其优良的时间分辨率在粒子物理实验中被用作飞行时间(TOF)探测器．国际合作项目RHIC-STAR采用MRPC作TOF．我们已成功地制作出30多个MRPC,并安装在RHIC-STAR上．通过模拟计算软件Magboltz,计算了MRPC常用工作气体... 详细信息

多气隙阻性板室(MRPC)以其优良的时间分辨率在粒子物理实验中被用作飞行时间(TOF)探测器．国际合作项目RHIC-STAR采用MRPC作TOF．我们已成功地制作出30多个MRPC,并安装在RHIC-STAR上．通过模拟计算软件Magboltz,计算了MRPC常用工作气体的物理参数,并根据气体探测器物理机制,重点分析了 MRPC性能与其工作气体之间的相互关系,此分析对优化RPC与MRPC混合气体组分是有益的．

关键词：多气隙阻性板室工作气体气体参数性能

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MRPC物理机制研究

核电子学与探测技术 2006年第5期26卷 591-595页

作者：来永芳李金李元景王永红王义岳骞清华大学工程物理系北京100084 防化指挥工程学院二系北京102205

主要研究了MRPC单层气隙工作的物理机制。MRPC工作的物理过程可分为初始电离和电子雪崩两个基本点阶段,依据气体导电理论和相关专业软件,可模拟计算出MRPC单层气隙中的感应电流、本征探测效率与时间分辨率等物理参数。将计算结果与实验... 详细信息

主要研究了MRPC单层气隙工作的物理机制。MRPC工作的物理过程可分为初始电离和电子雪崩两个基本点阶段,依据气体导电理论和相关专业软件,可模拟计算出MRPC单层气隙中的感应电流、本征探测效率与时间分辨率等物理参数。将计算结果与实验结果相比,表明在MRPC中,空间电荷效应明显,电子雪崩甚至达到饱和。

关键词：多气隙阻性板室电子雪崩空间电荷效应时间分辨率

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复用读出MRPC探测器性能标定与实验研究

核电子学与探测技术 2023年第3期43卷 583-587页

作者：干于越徐仲行陈晓龙曾志曾鸣王义清华大学工程物理系北京100084

多气隙阻性板室(MRPC)以其探测面积大、时间和位置分辨优异、成本低廉、探测效率高等优点,成为宇宙线散射成像径迹探测器的优良选择。为评估复用读出的MRPC探测器用于宇宙线散射成像实验的性能,搭建了一套测试标定实验平台,对12块MRPC... 详细信息

多气隙阻性板室(MRPC)以其探测面积大、时间和位置分辨优异、成本低廉、探测效率高等优点,成为宇宙线散射成像径迹探测器的优良选择。为评估复用读出的MRPC探测器用于宇宙线散射成像实验的性能,搭建了一套测试标定实验平台,对12块MRPC探测器进行了完整的标定测试。经过实验研究,选定了8400 V的适宜工作高压,并分别根据“与”逻辑和“或”逻辑,评估了复用读出前后MRPC的探测效率。

关键词：多气隙阻性板室探测效率编码复用

北京谱仪端盖飞行时间探测器系统升级的模拟研究

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北京谱仪端盖飞行时间探测器系统升级的模拟研究

作者：张辉中国科学技术大学

学位级别：硕士

北京正负电子对撞机(BEPCⅡ)是工作在τ-粲能区的高亮度多束团正负电子对撞装置[1],北京谱仪(BESⅢ)是坐落在其束流对撞点位置的大型磁谱仪[2]。BESⅢ实验在诸如τ轻子、粲偶素、D介子及轻强子谱测量等物理研究课题方面具有十分重要的意... 详细信息

北京正负电子对撞机(BEPCⅡ)是工作在τ-粲能区的高亮度多束团正负电子对撞装置[1],北京谱仪(BESⅢ)是坐落在其束流对撞点位置的大型磁谱仪[2]。BESⅢ实验在诸如τ轻子、粲偶素、D介子及轻强子谱测量等物理研究课题方面具有十分重要的意义,这些研究对于检验标准模型和寻找新物理起着重要作用[2,3]。飞行时间探测器系统(TOF)是北京谱仪关键子探测器之一,它包含桶部和端盖两个部分,其主要作用是通过测量带电粒子的飞行时间来进行粒子鉴别[4],粒子鉴别能力取决于TOF时间分辨的精度。粒子鉴别能力对于北京谱仪多种物理研究课题非常重要。BESⅢ离线数据刻度显示,基于塑料闪烁体技术的端盖飞行时间探测器系统(ETOF)的时间分辨明显差于基于同样技术的桶部飞行时间探测器系统(BTOF)[5],北京谱仪的新物理课题研究需要对ETOF进行升级改造以提高其时间分辨,改善粒子鉴别能力。模拟研究可以为解决BESⅢ-ETOF升级改造工作中一些重要问题提供帮助。这些问题包括:ETOF工作性能可能会受到的不利影响是什么,改造升级工作适合采用哪种类型的定时探测器,改造升级后的新ETOF可以在多大程度上削弱减少乃至避免现有的不利影响,改造升级后的新ETOF预期工作性能可以达到什么水平,能否满足BESⅢ后续物理研究课题对粒子鉴别的要求等等。本论文针对上述问题完成了以下研究工作:(一)搭建了一个含有ETOF及BESⅢ装置中其他相关子系统的探测器模型,开展了基于GEANT4的模拟工作,通过对模拟结果的分析发现了影响塑料闪烁体型ETOF工作性能的不利因素:原初粒子穿过ETOF内侧各子探测器时经由与探测器物质相互作用产生大量次级粒子,这些次级粒子在ETOF的击中位置和时间分布与原初粒子有显著差异,使得ETOF的读出单元上不仅有较大概率出现多重击中情况,而且输出信号波形也会明显改变,从而显著地恶化了ETOF的工作性能。(二)通过将(一)中模拟工作中ETOF采用的塑料闪烁体技术替换为多气隙阻性板室(MRPC)技术,发现ETOF升级后可以利用MRPC型ETOF的小单元结构读出结构和对光子不灵敏的特点,明显减少次级粒子和原初粒子击中同一读出单元的概率,从而显著削弱(一)中各不利因素对于ETOF工作性能的影响,预计改造升级后的MRPC型(三)ETOF时间分辨性能相比塑料闪烁体型ETOF情形可以得到大幅改善,从而满足BESIII物理研究对粒子鉴别能力的要求。

关键词：北京谱仪端盖飞行时间探测器多气隙阻性板室多重击中时间分辨率

MRPC（Multi-Gap Resistive Plate Chamber）物理机制研究

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