發(fā)布時(shí)間：2024-03-17 20:42

　　實(shí)踐中發(fā)現(xiàn),微結(jié)構(gòu)氣體探測(cè)器(MPGD)遇到三方面挑戰(zhàn):打火時(shí)放電電流的抑制與穩(wěn)定運(yùn)行、單元面積增大后的生產(chǎn)工藝以及孔型結(jié)構(gòu)帶來(lái)的探測(cè)位置重建偏差。為解決以上問(wèn)題,本文提出了一種新型結(jié)構(gòu)的MPGD——柵型氣體電子倍增器(Groove)。使用3種不同幾何尺寸的柵型電極,在不同氣體中對(duì)8.04 keV銅靶X射線的能譜進(jìn)行測(cè)量,以檢驗(yàn)探測(cè)器性能。與蒙特卡羅模擬計(jì)算結(jié)果對(duì)比表明,探測(cè)器信號(hào)主要來(lái)自雪崩產(chǎn)生的離子。能譜測(cè)量結(jié)果顯示:柵極狹縫寬度0.2 mm、厚度0.8 mm的探測(cè)器增益和能量分辨率好于其他尺寸的探測(cè)器;在93%Ar+7%CO₂中運(yùn)行時(shí),探測(cè)器增益與分辨率兩項(xiàng)指標(biāo)稍好于在95%Ar+5%CH₄中。測(cè)量得到的探測(cè)器增益最高可達(dá)3×10⁴左右,能量分辨率最高可達(dá)15.6%。

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

圖1Groove結(jié)構(gòu)

1Groove結(jié)構(gòu)與原理Groove的結(jié)構(gòu)示于圖1,最上層為使用金屬網(wǎng)或?qū)щ姳∧ぶ谱鞯钠齐姌O。漂移電極與倍增電極之間的氣隙為漂移區(qū),用以捕獲帶電粒子或光子產(chǎn)生的少量原初電離電子。漂移區(qū)下方的柵型氣體倍增模板使用單面覆銅的FR4板制作,刻有多條平行等間距分布的直線溝槽,溝槽穿透....

圖2測(cè)試系統(tǒng)示意圖

制作狹縫寬度分別為0.2、0.3、0.5mm的柵型電極進(jìn)行比較,由于使用的加工刀具和機(jī)床限制,第1批電極的狹縫間距均為1mm,柵型電極厚度為0.8mm,使用的Semitron阻性板厚度為0.4mm。射線源采用經(jīng)?0.5mm準(zhǔn)直孔準(zhǔn)直的銅靶X光機(jī),準(zhǔn)直孔前加裝銅層上鍍鎳的....

圖3Garfield++模擬的電子信號(hào)與離子信號(hào)

在有限元計(jì)算軟件ANSYS中重建Groove的幾何結(jié)構(gòu),設(shè)定電勢(shì)邊界條件可計(jì)算Groove的電場(chǎng)分布。將計(jì)算得到的電場(chǎng)導(dǎo)入Garfield++軟件,通過(guò)蒙特卡羅模擬計(jì)算電子的碰撞、電離過(guò)程,可得到Groove的信號(hào)特征,計(jì)算結(jié)果示于圖3。圖3顯示信號(hào)由電子產(chǎn)生的快信號(hào)成分和離子漂....

圖4雪崩產(chǎn)生電子-離子對(duì)的電荷漂移距離

其中,l為電荷漂移總距離,如圖4所示,對(duì)于電離產(chǎn)生的電子-離子對(duì),電子有l(wèi)=x,離子有l(wèi)=x-d,對(duì)每對(duì)電子-離子對(duì)求和,得正負(fù)電荷信號(hào)貢獻(xiàn)比為:Q-Q+=∑xi∑(xi-d)?????????(3)

本文編號(hào)：3931605