Разработка и исследование газовых координатных детекторов для эксперимента HADES, спектрометра поляризованных нейтронов СПН и рентгеновского дифрактометра КАРД-7

• Автор: Фатеев, Олег Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Дубна
• Количество страниц: 165 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. Принципы работы газовых координатных детекторов
1Л Регистрация излучения
1.2 Дрейф и диффузия электронов в газе
1.3 Газовое усиление
1.4 Сбор заряда
1.5 Многопроволочная пропорциональная камера
1.6 Дрейфовая камера
1.7 Программа разработки и исследований характеристик дрейфовой камеры с малым количеством вещества для спектрометра HADES
ГЛАВА 2. Многослойные дрейфовые камеры с малым количеством
вещества для спектрометра HADES
2.1 Спектрометр HADES
2.1.1 Физические задачи и основные параметры спектрометра HADES
2.1.2 Структура спектрометра HADES
2.1.3 Триггерная система спектрометра HADES
2.1.4 Трековая система спектрометра HADES
2.1.4.1 Требования к трековой системе
2.1.4.2 Геометрия трековой системы
2.1.4.3 Конструкция MDC
2.1.4.4 Разрешение по импульсу и эффективной массе в зависимости от координатного разрешения MDC
2.2 Полномасштабный прототип дрейфовой камеры с малым количеством вещества
2.2.1 Конструкция прототипа
2.2.2 Технология изготовления дрейфовых камер

2.2.2.1 Технологическое оборудование
2.2.2.2 Изготовление анодных и катодных рам
2.2.2.3 Изготовление проволочных плоскостей
2.3 Экспериментальное исследование характеристик прототипа многослойной дрейфовой камеры с малым количеством вещества
2.3.1 Аналоговая электроника считывания информации
2.3.2 Оптимизация состава газовой смеси
2.3.3 Исследование характеристик полномасштабного прототипа дрейфовой камеры
2.3.3.1 Скорость дрейфа
2.3.3.2 Пространственное разрешение
2.3.3.3 Точность шага чувствительных проволок
2.3.4 Испытания полномасштабного прототипа дрейфовой камеры
на пучке ядер урана с энергией 1 ГэВ/нуклон
2.3.5 Основные результаты
2.4 Исследование характеристик дрейфовых камер с малым количеством вещества второй плоскости трековой системы спектрометра HADES
2.4.1 Долговременная стабильность работы дрейфовых камер
2.4.2 Первые физические результаты эксперимента HADES
2.4.3 Выводы
ГЛАВА 3. Линейный координатный детектор тепловых нейтронов для
спектрометра поляризованных нейтронов СПН
3.1 Спектрометр поляризованных нейтронов
3.2 Конструкция и принцип действия детектора
3.3 Электронная аппаратура
3.4 Результаты испытаний

3.4.1 Эффективность регистрации детектора
3.4.2 Параметры ПЧД детектора
3.5 Экспериментальные исследования
3.5.1 Преломление и отражение нейтронов в магнитно-неколлинеарной среде
3.5.2 Магнитное незеркальное рассеяние от многослойных структур
3.5.3 Рассеяние поляризованных нейтронов на малые углы
3.6 Выводы
ГЛАВА 4. Двумерный беспараллаксный детектор ЯБ-1 ООО со
сферическим входным окном для дифрактометра КАРД
4.1 Автоматизированный беспараллаксный рентгеновский детектор
4.1.1 Двумерный детектор
4.1.2 Система координатного считывания
4.1.3 Электроника цифрового кодирования
4.2 Параметры детектора
4.2.1 Потери счета при суммарной загрузке
4.2.2 Локальная загрузка
4.2.3 Пространственное разрешение
4.2.4 Эффективность регистрации
4.2.5 Дифференциальная нелинейность
4.2.6 Геометрическая (интегральная) нелинейность
4.2.7 Основные параметры детектора
4.3 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список литературы

Этот выбор направлен на то, чтобы ограничить многократное рассеяние при прохождении частицы через детектор.
Таблица
Gas Ratio Density 4 [g/cnfl Radiation length (m) Np 1 [cm'1] V (cm“*)
Helium 1.78 X 1(T‘ 5299
Neun 0.00 X JO ч
Argon 1.78.X 10"3 110
Methane CH4 7.17 X IO'4 649
Ethane Cj H.. 1,34 X 10'3 340 41 Ш
Isobutaoe IC4Hle 2.30 X 10“ 3
DMEC.H,, 2.34.X 10'J
Carbon dioxtdc CCb, 1.98X10-’ 183
Hc-C2H6 W-W 2.9 X 10 4 2155 8
80-20 4.1 X10'4 1353 12
70-30 5.3 ХКГ4 980 15
He-iC4H,0 90-10 4.2 ХЙГ4 1313 12
80-20 6.6 X 10 4 749 20
70-30 9.0 X IO“4 524 28
He-DME 90-10 3.9 X10'4 1612
80-20 6.1 X lü'4 951 15.8 38
70-30 83 X 10'4 674 21
A-CH. 90-10 1.67X10-’ 120 24
80-20 1.57X10'’ 132 24
70-30 1.46 X 1(T’ 147
A-C,H6 90-10 1,74 X Ю'1 118 26
80-20 1.69 X 10"’ 127 27
70-30 1.65X10 3 138 20
He-CÖ, 90-10 3.58 X 10'4 1396 8
80—20 538 X IO'4 804 10
70-30 7.19 X 10'4 565 14
Hc-CHj 90 10 237 X 10'4 3087
80-20 2.85 X 10'4 2178 9
70-30 3.55 X 10'4 1683 11
He-CO,-DME 70-25-5 1.09 x 10“’ 5 SO 15
Hc-C0j-iC4H,„ 80-10-10 5.99XI0'4 776
а Values at STP: 20°С, 1 Ваг, for minimum ionizing particles.
Большая радиационная длина гелия (5299 м) по сравнению с аргоном (110 м) является одним из преимуществ газовых смесей на основе гелия. Плотность и радиационная длина гелия и газовых смесей на его основе приведены в таблице 1.2 [30]. Невысокая скорость дрейфа электронов в газовых смесях на основе гелия по сравнению с аргоновыми смесями позволяет получить более высокое пространственное разрешение и разрешение близких треков [30].
В магнитном поле электроны под действием силы Лоренца движутся между соударениями по винтовой траектории. При постоянных напряженностях электрического и магнитного полей и их взаимно