【摘要】：高能核物理是當(dāng)今核物理研究中的熱點(diǎn)領(lǐng)域,研究內(nèi)容包括核物質(zhì)狀態(tài)方程、核物質(zhì)對稱能研究、強(qiáng)相互作用物質(zhì)的相結(jié)構(gòu)等等。高能核物理的研究基于大型科學(xué)平臺,主要是高能離子加速器和現(xiàn)代化的粒子譜儀探測器系統(tǒng)�，F(xiàn)代高能粒子譜儀中很重要的一個(gè)子系統(tǒng)即高能帶電粒子徑跡探測器系統(tǒng),該探測器系統(tǒng)可探測高能核反應(yīng)產(chǎn)生的帶電粒子出射徑跡、重建粒子動(dòng)量,從而實(shí)現(xiàn)粒子鑒別的目標(biāo)�；谀壳皣鴥�(nèi)已有的大科學(xué)裝置   蘭州重離子加速器冷卻存儲環(huán),擬在其外靶實(shí)驗(yàn)終端,建造一套現(xiàn)代化大型通用粒子譜儀,用于開展重離子碰撞中物理問題的研究。該系統(tǒng)中的前向粒子徑跡探測器選用的是多絲漂移室探測器陣列,本文的主要工作即漂移室陣列系統(tǒng)的研制和測試。該系統(tǒng)包括探測器主體、飛行時(shí)間探測器(塑料閃爍體探測器)、前端電子學(xué)、Flash-ADC數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)、信號波形處理程序、徑跡查找重建程序及探測器刻度程序等等。漂移室探測器采用平面構(gòu)型,主體由環(huán)氧板及高強(qiáng)度鋁材構(gòu)成,使用數(shù)控布絲機(jī)在環(huán)氧板上完成陽極絲和陰極絲的布絲工作。飛行時(shí)間探測器作為觸發(fā)探測器,給出測試中的觸發(fā)信號,同時(shí)測量入射粒子的飛行時(shí)間。飛行時(shí)間探測器由兩塊塑料閃爍體構(gòu)成,每塊閃爍體兩端配置光導(dǎo)和光電管用于信號讀出。漂移室前端電子學(xué)為分立元器件構(gòu)成的電壓靈敏前放,主要包括共基放大、射極跟隨、極零相消和功率輸出等部分。數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)采用商用Flash-ADC波形數(shù)字化模塊,可采集探測器輸出的全波形,便于后續(xù)的信號處理和數(shù)據(jù)分析。針對探測器信號,開發(fā)了一套數(shù)字濾波算法,可提高信號的信噪比、改善探測器能量分別率。同時(shí)使用數(shù)字恒比定時(shí)方法,提取信號的時(shí)間信息。為了得到入射粒子的徑跡,研究了徑跡查找的算法,并開發(fā)了二維和三維情況下徑跡擬合的解析算法。使用解析算法,大大提高了徑跡擬合的效率,節(jié)省了計(jì)算時(shí)間。同時(shí)研究了探測器位移刻度算法,修正探測器安裝的機(jī)械誤差。漂移室系統(tǒng)研制完成后,使用北京高能所的E3測試束流進(jìn)行了測試。經(jīng)過測試,得到探測器系統(tǒng)的時(shí)間分辨為600 ps,空間分辨為368μm,能量分辨為22.5%。為進(jìn)一步提高探測器性能,還需對整個(gè)探測器系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)。
【學(xué)位授予單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O57

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本文編號：2557775