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文檔簡介
1、蘭州重離子加速器冷卻儲(chǔ)存環(huán)(HIRFL-CSR)的建成,形成了以重離子物理為核心的學(xué)科群。CSR外靶建成產(chǎn)生束流以后,緊接著建立的首期CSR外靶實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),主要進(jìn)行重離子碰撞動(dòng)力學(xué)以及放射性束流的研究。外靶實(shí)驗(yàn)裝置包含γ探測器、大接受度二極磁鐵、帶電徑跡探測器、飛行時(shí)間譜儀、起始時(shí)間探測器和中子探測器,其中起始時(shí)間探測器又稱為T0探測器。首期的CSR外靶實(shí)驗(yàn)裝置中的T0探測器采用塑料閃爍體配合光電倍增管(PMT)技術(shù),為了提高T0探測器的
2、接受度,需要將靶點(diǎn)置于磁場附近,而PMT受磁場影響,因此必須采用新的技術(shù)原理重新設(shè)計(jì)T0探測器,本文研究采用MRPC技術(shù)建造T0探測器的關(guān)鍵問題,以期為實(shí)際設(shè)計(jì)提供參考。研究工作主要包括兩個(gè)方面:
1、研究了MRPC的能量沉積問題。采用pi+與proton入射,選擇0°到50°的入射角、100MeV到900MeV的入射動(dòng)能,對粒子穿過單塊MRPC的能量沉積問題進(jìn)行研究。仿真結(jié)果發(fā)現(xiàn)粒子的能量沉積在36MeV到4MeV的范圍內(nèi),
3、且入射粒子的能量越高,能量損失越小。在CSR外靶主要使用的能量范圍500MeV到900MeV內(nèi),proton能損比值最大為2.2%,pi+能損比值最大為1.4%,對后續(xù)的探測器不會(huì)產(chǎn)生太大影響。
2、仿真了單層、圓筒和雙層三種不同結(jié)構(gòu)的T0探測器時(shí)間分辨率。根據(jù)與CSR外靶實(shí)驗(yàn)入射粒子能量分布類似的粒子動(dòng)量分布圖,擬合了產(chǎn)生該動(dòng)量分布粒子的數(shù)學(xué)描述,取隨機(jī)數(shù)作為Geant4發(fā)射的pi+粒子動(dòng)能,根據(jù)Geant4給出的時(shí)間進(jìn)行計(jì)
4、算,得出了單層、圓筒和雙層三種結(jié)構(gòu)T0探測器的時(shí)間分辨率分別為2.37±0.08ps、2.43±0.09ps、0.306±0.005ps??梢妴螌雍蛨A筒結(jié)構(gòu)的時(shí)間分辨率相差無幾,雙層結(jié)構(gòu)比單層與圓筒結(jié)構(gòu)的時(shí)間分辨率好一個(gè)數(shù)量級,顯然采用雙層結(jié)構(gòu)更能提高T0精度。
論文介紹了用于T0探測器的各種技術(shù),分析了MRPC作為T0探測器的優(yōu)勢,并對MRPC的結(jié)構(gòu)及物質(zhì)材料進(jìn)行闡述,在此基礎(chǔ)上仿真了粒子穿過MRPC的能量沉積情況,并對MR
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