电性件塑闪阵列探测器的研制

发布时间：2017-09-03 04:08

  本文关键词：电性件塑闪阵列探测器的研制

  更多相关文章： 暗物质 塑料闪烁体 衰减长度 光电倍增管 宇宙线测试 最小带电粒子响应

【摘要】：多项天文观测研究表明,暗物质和暗能量为宇宙的主要构成成分。对暗物质粒子的解释超出标准理论模型的范畴,是现代物理学可能再次革命的突破口。暗物质研究作为最有影响力的前沿课题之一,广泛受到世界各国重视,各国积极参与空间观测暗物质项目,如ATIC、PAMELA、AMS等。为在暗物质观测领域占有一席之地,我国启动了暗物质粒子探测卫星先导专项,致力研究这一课题。暗物质粒子探测卫星的研制工作分三阶段:电性件阶段、初样阶段和正样件阶段,用于探测5GeV~10TeV高能电子能谱、伽马能谱及重离子能谱。塑闪阵列探测器作为有效载荷的重要部分,主要协助BGO量能器区分伽马事件和电子事件,并作为硅阵列探测器的备份,探测Z=1~20的重离子。本论文主要介绍了电性件阶段塑闪阵列探测器的研制及相关测试工作。电性件塑闪探测器由相互垂直的X、Y两层塑闪平面组成,每层平面又由15根尺寸为340×20×10mm3的塑料闪烁体单元条组成,采用滨松生产的R4443MOD2光电倍增管作为读出器件。为了解塑闪单元条的性能,对一批塑闪单元条的衰减长度进行了测试。光电倍增管采用双打拿极的读出方式以实现信号的大动态范围的测量。塑闪探测器研制完成后,进行了单机宇宙线测试、桌面联调和束流测试,了解工作参数如每根塑闪单元条的最小带电粒子响应。测试结果表明探测器工作正常,各项性能指标满足设计要求。电性件阶段的工作通过详细的测试,了解了塑闪探测器的各项工作参数及其性能指标,为后续的初样件和正样件研制工作提供了宝贵经验。
【关键词】：暗物质 塑料闪烁体 衰减长度 光电倍增管 宇宙线测试 最小带电粒子响应
【学位授予单位】：西北师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V447;P145.9
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-10
• 第一章 引言10-20
• 1.1 暗物质10-14
• 1.1.1 暗物质的发现及其最新研究进展10-13
• 1.1.2 暗物质的探测方法13-14
• 1.1.2.1 加速器法13
• 1.1.2.2 直接探测法13-14
• 1.1.2.3 间接探测法14
• 1.2 国际同类空间探测项目介绍14-20
• 1.2.1 ATIC14-16
• 1.2.2 PAMELA16-17
• 1.2.3 AMS17-20
• 第二章 暗物质粒子探测器卫星(DARK MATTER PARTICLES EXPLORER, DAMPE)20-23
• 2.1 暗物质粒子探测器卫星的介绍20-21
• 2.1.1 物理目标20
• 2.1.2 子探测器的组成和功能20-21
• 2.2 塑闪阵列探测器研制背景21-23
• 第三章 塑闪阵列探测器电性件的设计与研制23-44
• 3.1 带电粒子探测原理及方法23-26
• 3.2 电性件设计及技术指标要求26-28
• 3.3 电性件单元组件优化28-41
• 3.3.1 塑料闪烁体28-34
• 3.3.1.1 塑闪BC-408/EJ-20028-30
• 3.3.1.2 塑闪单元条的包装30-31
• 3.3.1.3 塑闪单元条的测试与挑选31-34
• 3.3.2 光电倍增管组件34-41
• 3.3.2.1 光电倍增管34-36
• 3.3.2.2 光电倍增管读出电子学设计36-38
• 3.3.2.3 光电倍增管的焊装与测试38-41
• 3.4 电性件研制过程41-43
• 3.5 本章小结43-44
• 第四章 电性件塑闪阵列探测器性能测试44-65
• 4.1 电性件单机性能测试44-51
• 4.1.1 基线测试和电子学刻度44-46
• 4.1.2 电连接检测46-47
• 4.1.3 PMT相对增益测量结果分析47-49
• 4.1.4 宇宙线能谱测试49-50
• 4.1.5 塑闪单元条光衰减长度和增益差别50-51
• 4.1.6 电性件分辨率测试51
• 4.2 电性件桌面联试51-57
• 4.3 束流试验57-64
• 4.3.1 塑闪阵列探测器基线测试58-60
• 4.3.2 50GeV强子（质子）束扫描标定60-63
• 4.3.3 电子能量扫描63-64
• 4.4 本章小结64-65
• 第五章 总结与展望65-67
• 参考文献67-70
• 在学期间发表文章70-71
• 致谢71

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本文编号：782752