蘭州重離子加速器冷卻儲(chǔ)存環(huán)（Cooling Storage Ring,HIRFL-CSR）是包含加速、冷卻、積累、存儲(chǔ)和高分辨率等多種功能的大型粒子實(shí)驗(yàn)裝置,內(nèi)部包括多種探測器,如靶區(qū)γ探測器、起始時(shí)間探測器、大型中子墻等探測器,各探測器裝置根據(jù)其測量目標(biāo)的不同分別被置于實(shí)驗(yàn)大廳中的不同位置,并且各探測器的輸出信號(hào)也具有不同的特性,使得各探測器對(duì)應(yīng)的讀出電子學(xué)系統(tǒng)分別使用不同的設(shè)計(jì)方案。伽馬球探測器是靶區(qū)γ探測器的重要組成部分,也是本課題HIRFL-CSR外靶實(shí)驗(yàn)的主要探測器。對(duì)于伽馬球探測器,已有一套電子學(xué)設(shè)備用于對(duì)其進(jìn)行讀出,并于2012年投入使用,但在使用過程中發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理的過程中缺少事件篩選功能,導(dǎo)致有效事件的探測效率低,造成嚴(yán)重的束流浪費(fèi)等問題。針對(duì)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題,本文對(duì)電子學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行研究。在原有的觸發(fā)判選系統(tǒng)中增加子觸發(fā)判選系統(tǒng),用于對(duì)有效事例信息進(jìn)行篩選,并將滿足實(shí)驗(yàn)需求的事例信息交付于總觸發(fā)判選系統(tǒng)進(jìn)行最終的觸發(fā)判選。分別設(shè)計(jì)以太網(wǎng)模塊、光纖模塊用于實(shí)現(xiàn)子觸發(fā)判選系統(tǒng)與上位機(jī)、總觸發(fā)判選系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通信,設(shè)計(jì)用戶邏輯模塊用于子觸發(fā)判選系統(tǒng)邏輯算法的實(shí)現(xiàn)。同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)獲... 

【文章來源】：西北師范大學(xué)甘肅省

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

HIRFL-CSR加速器系統(tǒng)平面示意圖

第1章緒論3Wall）探測器。其中起始時(shí)間探測器位于RIBLLII的反應(yīng)靶前，用來測量由RIBLLII直接引出的束流，以給出在靶中發(fā)生反應(yīng)事件的初始時(shí)間；大接收度二級(jí)磁鐵放置于靶區(qū)γ探測器后，用來改變帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向，之后可以結(jié)合多絲漂移室對(duì)粒子徑跡進(jìn)行判斷而獲得粒子的動(dòng)量信息，也可以結(jié)合TOF，對(duì)粒子種類進(jìn)行鑒別；多絲漂移室用來測量帶電粒子的運(yùn)動(dòng)徑跡，以對(duì)入射粒子種類進(jìn)行鑒別；飛行時(shí)間墻用來測量打靶反應(yīng)后帶電粒子的飛行時(shí)間；中子墻探測器用來測量反應(yīng)中發(fā)射的中子的飛行時(shí)間，用來獲得出射角度和能量等信息。圖1.2HIRFL-CSR外靶實(shí)驗(yàn)探測器分布圖1.3.3伽馬球探測器隨著轟擊能量的提高，重離子反應(yīng)也呈現(xiàn)出不同的特點(diǎn)。而為得到反應(yīng)中所產(chǎn)生粒子的質(zhì)量、能量、動(dòng)量等各性能和運(yùn)動(dòng)學(xué)參量，需要對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)的測量。因此要求所用探測器要具有較高的粒子鑒別能力、較寬的測量動(dòng)態(tài)范圍、優(yōu)良的能量分辨能力（幾十KeV）與時(shí)間分辨（亞ns量級(jí)）能力等，于是相繼出現(xiàn)了由不同種類粒子陣列探測器（如γ、輕帶電粒子、重帶電粒子、中子）組成的具有上千個(gè)探測單元的4π型探測器系統(tǒng)。伽馬球探測器便是一種4π型γ量能器[23]，是外靶終端探測系統(tǒng)的重要探測器之一，與時(shí)間投影室和硅微條探測器一起構(gòu)成靶區(qū)伽馬探測器，置于反應(yīng)靶的四周。伽馬球探測器用來探測次級(jí)靶區(qū)處于高激發(fā)態(tài)的反應(yīng)產(chǎn)物退激后產(chǎn)生的γ射線，時(shí)間投影室對(duì)重碎片的出射角和能量進(jìn)行測量，硅微條探測器置于時(shí)間投影室的后方，結(jié)合伽馬球探測器對(duì)中等質(zhì)量碎片的同位素進(jìn)行測量。本文便是對(duì)伽馬球探測器的讀出電子學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行討論。伽馬球探測器的結(jié)構(gòu)如圖1.3所示，總共由4608塊CsI晶體探測單元組成。

第1章緒論4圖1.3伽馬球探測器實(shí)物圖[28]伽馬球一期工程由1024塊CsI晶體探測單元組成，每個(gè)晶體的范圍從110厘米到180厘米，探測器總重量約為1077千克。為了便于組裝和測試，目前只安裝了3/4即768塊CsI晶體單元，如圖1.4所示，每個(gè)晶體單元用內(nèi)部增益為50的日本濱松公司（Hamamatsu）xS8664-1010X型號(hào)雪崩光電二極管（APD）進(jìn)行讀出。圖1.4伽馬球一期實(shí)物圖1.4CSR外靶實(shí)驗(yàn)讀出電子學(xué)研究1.4.1讀出電子學(xué)整體結(jié)構(gòu)CSR外靶實(shí)驗(yàn)中，不同種類的束流粒子（從12C6+到238U72+）和不同能量的束流線（從0.5GeV/u到1.1GeV/u），經(jīng)打靶之后產(chǎn)生的次級(jí)粒子各不相同。實(shí)驗(yàn)過程中，由起始時(shí)間探測器給出事件的初始時(shí)間，通過大接受度二級(jí)磁鐵對(duì)各次級(jí)粒子進(jìn)行分離，之后由中子墻探測器接收中子等中性粒子，各個(gè)位置的多絲漂移室和飛行時(shí)將墻探測器來接收帶電粒子，伽馬球探測器接收實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的γ射線。各探測器將測量之后得到的飛行時(shí)間、能量和空間位置等各種有效信


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