Разработка трековых систем большой площади на основе дрейфовых камер для экспериментов в физике высоких энергий

• Автор: Кожин, Анатолий Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.23
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Протвино
• Количество страниц: 210 с. : ил.

Оглавление
Введение

1 Дрейфовые камеры - основные принципы

1 1 Ионизация газа заряженными частицами

1 2 Дрейф п диффузия электронов и ионов в іазач

12 1 Дрейф электронов в электрическом поле

12 2 "Прилипание "электронов

12 3 Дрейф ионов

1 3 Газовое ciniCHiic

1 4 Смещение проволок под действием сил тяжести и электростатики

15 Образование элсктрпческото сш нала
1 6 Электрический сигнал дрейфовой трубки с чсюм "внешних элсктри-
чеекпх подключений
1 7 Несколько слов о выборе іаза для дрейфовых камер
2 Дрейфовые камеры Нейтринного Детектора ИФВЭ-ОИЯИ
2 1 Нейтринный детектор - общая характеристика
2 2 Выбор координатного прибора для Нейтринного Детектора ИФВЭ-ОИЯИ
2 3 Особенноспі рабоїьі камер с бо іьншм дрейфовым промсж іком
2 4 Исследование прототипов (макетов) камер НД
2 4 1 Исследование факторов определяющих величину плато счетной
характеристики
2 5 Измерение скорости дрейфа злекіронов в смеси Аі-СО> -Н
2 5 1 О выборе рабочих параметров камеры НД
2 6 Исследование серийных камер НД
2 6 1 Консгркцпя серийной дрейфовой камеры НД
2 6 2 Иеслс щванис серийных камер НД на стендах до становки в детектор
2 6 3 Исследование дрейфовой камеры с помощью источника пмп льс-
ного рентгеновского пзл чення
2 6 4 Измерение потерь электронов во время дрейфа за счет прилипания
2 6 5 Основные выводы по результатам испытаний серийных камер на
стенде
2 7 Система дрейфовых камер Нейтринного Детктора
2 7 1 Предварительная проверка камер
2 7 2 Компоновка п гочносіь тетановкп камер в детекторе
2 7 3 Электропитание
2 7 4 Газобеснеченнс

2 7 5 Электронная аппарат ра для считывания информации с дрейфовых камер
2 7 6 Трш ісрнью сцпнтил іяцпонньїе счеїчпки
2 7 7 On-line программное обеспечение работы ДК
2 7 8 Первичная oll-lme обрабоїка информации ДК
2 7 9 Основные характеристики камер в системе
2 8 Заключение к главе
3 Прототипы мюонных камер для детекторов SSC и LHC
3 1 Вскюрная ( jet-cell ) камера тайной 6 мсіров без промеж) ючны под-
держек в крглой трубе
3 2 Jet-cell камера разработанная в сотрдничсствс с ЦЕРНом
3 3 Bancl Innei Laige (BIL) прототип дія АТЛАСд
З 4 Прототип мюошюй камеры для SDC
3 5 Заключение к і лаво
4 АТЛАС - краткий обзор детектора
4 1 Внутренняя трековая система
4 2 Калориметры
4 3 Мюонный спектрометр
4 4 Триггер АТЛАСа
5 MDT камеры для АТЛАСа
5 1 Конструкция сборка и тестирование трейфовых ір'бок
5 11 Сшнальная (анодная) проволока
5 12 Тртбы
5 13 Торцевой элемент дрейфовой трубки (End-plug)
5 14 Сборка трубок
5 15 Измерение положения проволоки в тр бка
5 16 Контроль натяжения проволок
5 17 Контроль герметичности тру бок
5 18 База данных при пропзводсіве ірбок и камер
5 2 Конетрт кцня сборка и тестирование дрейфовых камер
5 2 1 Конструкция дрейфовых камер
5 2 2 Сборка трепфовых камер
5 2 3 Рентгеновская томография проволок в камере
5 2 4 Герметичность камер
5 3 Электроника МДТ
5 3 1 Элементы электроники оптико-этектронной системы установленные на камере
5 4 Газовая система МДТ камер
5 5 4.втокалибровка
6 Окончательная проверка АТЛАС МДТ камер
6 1 Н8 проект
6 2 МДТ камеры окончательная проверка перед тстановкой (commissioning)
62 1 Нскоюрые резтлыаш проверки камер
6 3 Проблемы ЕО в АГЛ4Се
63 1 Шлм ЕО-камер после тстановки

6 3 2 Газовые 1счн
6 3 3 Тек щее состояние камер ЕО и > становленпыч ЕЕ-камер
6 4 Заключение к 1лаве
Заключение
Приложение
Паспор! дрейфовой камеры НД
Сопроводительный докмеит (Тгауе1ет) для МДТ-камеры АТЛАСа

камеры. В качестве примера на рис.2.4 показаны линии дрейфа электронов для одной стороны камеры.
Election drift lines from a track
х-Ахгз [ст]
Рис. 2.4: Линии дрейфа электронов для одной стороны камеры НД.
2.4.1 Исследование факторов, определяющих величину плато счетной характеристики
Как уже отмечалось в главе 2. для работы дрейфовой камеры необходимо обеспечить надежное газовое усиление вблизи тонкой сигнальной проволоки. На практике надежность газового усиления характеризуется счетной характеристики, наличием у нее плато. Под счетной характеристикой подразумевается зависимость скорости счета от потенциала на сигнальной проволоке при постоянной интенсивности источника радиоактивного облучения, в качестве которого могут выступать и ионизирующие частицы космического происхождения. Наличие плато, его наклон и протяженность являются показателями качества детектора. Кроме того, что плато счетной характеристики является важнейшим показателем качества детектора, наши исследования [20] были стимулированы дополнительными аргументами.
Во-первых, в то время в проволочных детекторах была в “моде” магическая газовая смесь, в большинстве случаев в качестве гасящих добавок использовали предельные углеводороды (СН4, 1С4Н1О п т.п.); существовало предубеждение, что в пропорциональных и дрейфовых камерах, работающих на смеси Аг-ССЬ; не удается получить достаточно высокий коэффициент газового усиления [55,100], что приводит к относительно малой величине плато счетной характеристики при использовании усилителей с порогом около 1 мкА. Ограничения вызваны появлением искровых пробоев либо переходом в гейгеровский режим.
Во-вторых, камеры нейтринного детектора ориентировались на применение "многбт-рековой” электроники, способной регистрировать несколько частиц, одновременно проходящих через дрейфовый промежуток. Переход электронной лавины в гейгеровский