Разработка и исследование гранулированных координатных детекторов на основе тонкостенных дрейфовых трубок

• Автор: Давков, Красимир Илиев
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Дубна
• Количество страниц: 65 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. Газонаполненные детекторы для ускорительных

экспериментов

1.1. Дрейфовые камеры

1.2. Тонкостенные дрейфовые трубки

1.3. Микроструктурные газовые детекторы

Глава 2. Разработка гранулированных строу

2.1. Конструктивные особенности и элементы сборки сегментных

строу

2.2. Прототипы детекторов на базе строу с сегментными

анодами
2.2.1. Строу с трехсегментным анодом
2.2.2. Двухслойный прототип с сегментными строу
2.2.3. Мультигранулированные строу с применением линии считывания сигналов
2.2.4. Многоканальный двухслойный прототип на основе сегментных строу
2.2.4.1. Принципиальная схема детектора
2.2.4.2. Плоскости строу
2.2.4.3. Сборка анодов с четырьмя сегментами
2.2.4.4. Применяемые плоские передаточные линии
считывания
2.2.4.5. Сборка прототипа
2.2.4.6. Электроника считывания и регистрации

2.2.5. Разработка кабеля считывания с малым количеством
вещества
Глава 3. Результаты стендовых и пучковых исследований
многоканального прототипа на основе сегментных строу
3.1. Стендовое тестирование прототипа
3.2. Тестирование прототипа на пучке
Заключение
Благодарности
Литература

Введение
В последние десетилетия быстрое развитие ускорительной техники привело к значительному повышению как энергии ускоряемых частиц, так и их интенсивности. Созданый в ЦЕРНе Большой Адронный Коллайдер (LHC - Large Hadron Collider) предназначен для рассширеиия понимания природы частиц и их взаимодействий при энергии столкновения протонов до 14 ТэВ в системе центра масс сталкивающихся пучков при светимости до 1034 см2 с'1, со скважностью сгустков протонных пучков в 25 не. При столкновении ускоренных тяжелых ионов образуется ядерная материя с высокой плотностью, при исследовании которой необходима регистрация вторичных частиц с высокой множественостью. Соответствено с этим растут и требования к применяемым в физических экспериментах детекторам частиц, в том числе к их загрузочной способности, временному разрешению и координатной точности.
Одними из наиболее часто применяемых детекторов частиц в современной физике высоких энергий являются координатные газонаполненные детекторы - пропорциональные и дрейфовые камеры, детекторы на основе металических или тонкостенных пленочных дрейфовых трубок (в дальнейшем - строу (straw)), микроструктурные газовые детекторы (MICROMEGAS, GEM). Несмотря на то, что некоторые из этих камер прекрасно зарекомендовали себя во многих физических экспериментах и стали фактически классикой при создании трекеров, их характеристики все чаще оказываются недостаточными для удовлетворения возникших потребностей современных ускорительных экспериментов. Новые требования привели к поиску новых решений при создании детекторов. Например, необходимость увеличения загрузочной способности строу-камер при регистрации множественных частиц привели к попыткам повышения их гранулированное™ (уменьшения чувствительной площади индивидуальных

Рис. 2.22. Макет поддержек передаточных пиний на плоскости строу.
другим методом соединений контактных проволок сегментов с шинами ИЛ [66], при этом полная толщина в области установки СУ уменьшена до 0,3 -ь 0,4%Х0.
2.2.4.5. Сборка прототипа
При создании прототипа параллельно выполнялись подготовительные работы на нескольких специализированных участках, сопровождаемые необходимым тестированием. Основными видами работ являлись: склейка плоскостей дрейфовых трубок по разработанной для трекера спектрометра COMPASS технологии [34] и вырезка лазером отверстий в их стенках в местах последующей установки в них СУ, изготовление сегментных анодов и ПЛ.
Обрезанные в размер строу заполняются прецизионными элементами (в нашем случае металлическими шариками диаметром 3,969±0,оозМм), выкладываются на стол и склеиваются с одной стороны между собой с помощью диспенсера. Для склейки используется эпоксидный клей типа ЭЛК-5 [67]. Вес применяемых строу равен — 1,1 г/м, после склейки за счет клея общий вес плоскости увеличивается менее чем на 10%.
После вклейки плоскости в субраму камеры и подготовки сегментных анодов производится их установка в строу при натяжении 5 грамм, при этом контролируется установка центра спейсеров по центру отверстий в строу с