Разработка и исследование тонкостенных дрейфовых трубок для экспериментов с высокой светимостью

• Автор: Мялковский, Владимир Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Дубна
• Количество страниц: 94 с. : ил.

Содержание
Введение

1. Строу и их основные характеристики

1.1. Конструкция и механические свойства строу

1.2. Исследования время-амплитудных характеристик ТДТ

1.2.1. Энергетическое разрешение

1.2.2. Время чувствительности

1.2.3. Скорость дрейфа

1.2.4. Выводы

1.3. Загрузочная способность

1.3.1. Измерение загрузочных характеристик
1.3.2 Выводы
1.4. Внешние факторы, определяющие стабильность режима работы ТДТ
1.4.1. Температурный коэффициент газового усиления
1.4.2. Зависимость газового усиления от давления
2. Детектор переходного излучения - трекер (TRT) на основе строу
2.1. Установка ATLAS Большого Адронного Коллайдера (LHC)
2.2. Внутренний Детектор установки ATLAS
2.3. Детектор переходного излучения - трекер (ДПИ) внутреннего детектора
2.4. Особенности сборки детектора и сопровождающего оперативного контроля
3. Стенд автоматизированного тестирования (CAT)
3.1. Структурный состав и принцип действия
3.2. Выбор источников излучения и системы коллиматоров
3.3. Газовая система
3.4. Метод тестирования на CAT
3.5. Система Климат-контроля
3.8. Процедура тестирования модулей TRT-детектора на CAT
4. Результаты тестирования модулей типа В на станции автоматизированного тестирования
4.1. Тестирование газовой системы CAT
4.2. Определение коэффициентов связи газового усиления с температурой и давлением на CAT
4.2.1. Временной сдвиг между откликом газового усиления на изменение температуры
4.2.2. Коэффициенты связи газового усиления с температурой и давлением CAT
4.3. Проверка наличия эффекта старения строу модулей на CAT
4.4. Результаты тестирования модулей
4.5. Выводы
5. Разработка высоко-гранулированных строу

5.1. Гранулированность ТДТ
5.2. Концепция строу с многосегментным анодом
5.3. Прототип детектора
5.4. Итоги
Заключение
Литература:
Приложение А
Введение

Детекторы, используемые в физике высоких энергий для регистрации частиц, состоят, как правило, из нескольких детектирующих систем, входящих в состав единого регистрирующего комплекса. Каждая детектирующая система рассчитана на регистрацию частиц с определенными характеристиками. Они располагаются так, чтобы частицы различного типа, последовательно проходя через них, оставляли определённую информацию о прошедшей через них частице. На основе этой информации затем восстанавливаются такие характеристики частицы как её тип, энергия, импульс, характеристики распада. Многослойная структура детектора позволяет восстановить траекторию частицы и определить точку её образования с точностью до нескольких микрон. Как правило, такие комплексы состоят из внутреннего трекового детектора, окружающего область соударения пучков, электромагнитного калориметра, адронного калориметра и мюонного детектора. В состав внутреннего детектора помимо микростриповых полупроводников могут входить и газонаполненные детекторы, обладающие хорошей чувствительностью к заряженным излучениям, относительной простоте и дешевизне, при этом имеющие малое количество собственного вещества, хорошее пространственное разрешение и загрузочную способность. Использование тонкостенных дрейфовых трубок позволяет регистрировать заряженные частицы большой энергии по переходному излучению, испускаемому ими при пересечении границы раздела сред с различной диэлектрической проницаемостью. Интенсивность переходного излучения высокоэнергичной частицы пропорциональна квадрату заряда частицы. Эти свойства переходного излучения позволяют использовать его для определения массы и заряда частиц при очень больших энергиях (>100 ГэВ), когда другие методы недостаточно эффективны.
Примером такого детекторного комплекса является созданная установка для эксперимента ATLAS на Большом Адронном Коллайдере (LHC) в ЦЕРН

туннеле длиной 53 м, шириной 35 м и высотой 40 м на глубине 100 м под землей [11].
Fnd Cap Toroid
Muon Detectors

ВаггсЧ loro»d toner Detector
ba н Tronic Caioirrieters
Shielding
fclect/omaqnetic Calorimeters
Forward Calorimeters
Рис. 2.2. Детектор ATLAS с подсистемами регистрации.
2.2. Внутренний Детектор установки ATLAS
Внутренний Детектор (ВД) установки, расположенный вокруг точки столкновения встречных пучков, является наиболее компактной системой и находится в крайне сложных радиационных условиях, что потребовало ряда оригинальных конструктивных решений при его разработке и создании его сервисных систем [11]. Являясь “двухъярусным” детектором, ВД вблизи точек столкновения содержит твердотельные трековые детекторы первого яруса. Детекторы второго яруса (TRT, Transition Radiation Tracker), расположенные на большем удалении от точек столкновения и состоящие из