Measurement of surface alpha-acrivity of different samples with ion pulse ionization chamber
本文介绍了一种离子脉冲电离室的结构，它的目的是测量不同样品的超低表面α活性。给出了用α源和铜样品以及VM 2000反光膜进行测量的结果。
2007-11-16 physics.ins-det
High-resolution ion pulse ionization chamber with air filling for the Rn-222 decays detection
介绍了工作容积为3.2 L的圆柱形离子脉冲电离室的结构和特性。该室用于记录填充空气样品中来自$^{222}$ Rn及其子体衰变的α粒子。该探测器对电磁传感器和机械噪声不太敏感。为了提高离子脉冲电离室的能量分辨率，提出了数字脉冲处理方法。5.49 MeV α线的能量分辨率为1.6%。研究了能量分辨率对高压和工作介质压力的依赖关系，并给出了结果。
2015-08-18 physics.ins-det
Sub-Penning gas mixtures: new possibilities for ton- to kiloton-scale time projection chambers
在这项工作中，我们提出了一个不寻常的气体混合物气体作为一个无缝的，高QE，近100\%的覆盖率闪烁或\cerenkov光子的光电探测器的大型低背景实验的概念。我们用真空紫外线电离气体填充一个大的时间投影室，再加上一个非常小的混合掺杂剂气体，具有低电离阈值（和高电离产率），类似于一个高度欠淬灭的潘宁混合物。闪烁光子在转换成光致电离电子之前远离主电离位点行进。使用标准的TPC方法，我们可以分别计算初级电离电子（沿着密集轨道发生）和双折射电离电子（将发生在一个大的球形区域），而无需使用PMT。该方案与两相和单相高压配置中的非常大的检测器兼容。我们讨论了如何漂移轴的事件的位置可以重建，在什么样的约束下，我们可以预期稳定的气体增益操作。我们提出了一些探测器来说明这种方案-无论是在传统的两相几何结构中，还是在开采溶液的盐穴中的加压空间中-如何使安全地建造以前无法到达的目标质量的气体时间投影室成为可能，能够研究暗物质、双β衰变、质子衰变和太阳中微子;更多的推测性气体混合物可能将该技术扩展到反应堆和地中微子
2015-12-15 hep-ex physics.ins-det
Measurement of ion and electron drift velocity and electronic attachment in air for ionization chambers
空气-电离室已经在放射治疗和粒子治疗中使用了几十年。然而，在行动中的检测器响应的基本参数很少研究。本工作旨在测量空气中电离室的电子附着、电子和离子迁移率。主要思想是从IC对单个电离粒子的实际响应中提取这些，以确保它们在相同的条件下被测量，同时忽略不期望的现象：复合和空间电荷效应。这里进行的非标准信号形状分析也面临着使用飞行时间的更标准的漂移室测量。结果发现，这两个探测器显示出兼容的结果，关于正离子和负离子漂移速度的文献数据是很好地分散。同时，电子附着测量值位于已知测量值的中间，而电子漂移速度似乎显示出与公知的和建模的数据相比的偏移。
2016-09-13 physics.ins-det
A prototype liquid Argon Time Projection Chamber for the study of UV laser multi-photonic ionization
本文介绍了一个原型液体氩时间投影室（LAr TPC）的设计，实现和操作的检测器致力于开发一种新的在线监测和校准系统，利用紫外激光束。特别地，该系统旨在测量LAr中的初级电离的寿命，这又与LAr纯度水平相关。这种技术可以利用目前和下一代大质量LAr TPC的性能和校准的监测起着重要的作用。第一次测量的结果与一些考虑和展望。
2009-06-18 physics.ins-det
Design of a high-resolution ion pulse ionization chamber for 222Rn decays detection in air
Universität Siegen（锡根大学）
本文提出了一种高分辨率离子脉冲离子化室，用于精确检测空气中低浓度氡衰变，通过双圆柱设计和定制测量方法实现2-3%的光谱分辨率。
2025-12-23 physics.ins-det
A high dynamic Micro Strips Ionization Chamber featuring Embedded Multi DSP Processing
本文介绍了一种X射线探测器，它是一个具有一维空间分辨率的分段式电离室，集成了智能ADC前端、多DSP处理和嵌入式PC平台。该探测器针对扇形束几何形状进行了优化，有效面积为192 mm空间分辨率通过将阳极细分为读出条来获得，读出条具有150微米的间距，它连接到20个定制的集成超大规模集成电路芯片，（每个都能够进行64通道读出和多路复用），并由14位10 MHz ADC和快速自适应PGA读出到DSP板中。带宽达到3.2Gbit/s的原始数据，从1280条微带的实时采样产生的，是级联处理的FPGA和DSP，允许数据压缩，导致几天的不间断采集能力。由于MicroCAT结构不仅用作电离室模式中的屏蔽栅，而且还用于在气体中提供有源电子放大，因此允许达到10 kHz的快速采集速率。
2010-01-25 physics.ins-det
A time projection chamber with optical readout for charged particle track structure imaging
我们报道了一个核径迹成像系统，该系统被设计用于详细研究低压气体中带电粒子径迹的电离拓扑结构。该检测方法基于填充有低压三乙胺（TEA）的时间投影室（TPC）。利用增强型CCD系统记录电子雪崩产生的光，对高能带电粒子产生的电离电子进行三维成像。该探测器可用于研究气体中粒子径迹的空间电离分布，在组织中的等效长度和分辨率分别为4mm和40nm（RMS）。我们解释了这种技术的剂量学的相关性，描述了实验方法和基本操作参数。室响应质子和α粒子的第一个结果。
2004-10-27 physics.ins-det
A liquid xenon ionization chamber in an all-fluoropolymer vessel
一种新的技术已经开发出来，以建立容器的液体氙离子化检测器完全超净含氟聚合物。我们描述了低放射性污染方面的优势，提供了一些细节的建设技术，并显示了原型全氟聚合物电离检测器实现的能量分辨率。
2006-11-20 nucl-ex physics.ins-det
Performance of a Large Area Avalanche Photodiode in a Liquid Xenon Ionization and Scintillation Chamber
用大面积雪崩光电二极管（LAAPD）探测了α粒子、电子和γ射线在液体氙（LXe）中产生的闪烁光。测量α闪烁产率作为施加的电场的函数。我们估计LAAPD的量子效率为45%。来自零电场下的光测量的最佳能量分辨率对于来自Bi-207的976 keV内转换电子为7.5%（sigma），并且对于来自Am-241的5.5 MeV α粒子为2.6%（sigma）。用于这些测量的检测器也作为网格电离室操作以测量电荷产额。我们证实，在LC 10中使用LAAPD不会引入抑制自由电子漂移的杂质。
2005-02-14 astro-ph nucl-ex physics.ins-det
A general algorithm for calculation of recombination losses in ionization chambers exposed to ion beams
临床放射治疗用离子束的电离室剂量测定需要校正复合效应。然而，常见的辐射协议区分初始和一般的复合，并没有提供通用的校正方法，在比质子重的带电粒子的离子束中的两种复合类型的存在。在这里，我们提出了开放源代码IonTracks，在原则上可以预测任何离子束与任意粒子能谱和时间结构的组合初始和一般的复合效应。IonTracks使用轨道结构理论来分布离子轨道中的载流子。载流子的运动由一对耦合的微分方程控制，该微分方程基于作为载流子漂移、扩散和复合的基本物理性质，在计算初始和一般的载流子复合的同时，对这些基本物理性质进行数值求解。该算法在数值上是稳定的，并根据实验验证的理论在重离子轨道和一般的重组质子束中的初始重组。IonTracks是针对Jaffé和Boag的多个离子种类的脉冲束中的复合理论进行验证的。IonTracks能够计算平行板电离室中初始和一般复合损失的校正因子。即使只有很少的实验数据在电离室中的复合效应是今天，IonTracks的通用概念并不局限于这里研究的离子。未来的实验研究的复合脉冲和可能也连续离子束可以进行与IonTracks，这最终可能会导致更精确的预测复合因素在复杂的辐射场。
2016-10-21 physics.ins-det physics.med-ph
First demonstration of a sub-keV electron recoil energy threshold in a liquid argon ionization chamber
我们描述了亚千电子伏的电子反冲能量阈值在双相液氩时间投影室的第一个演示。这是一个重要的一步，在努力开发一种探测器，能够识别电离信号产生的核反冲能量的顺序为几千电子伏及以下。我们通过观察Ar-37的K-和L-壳层电子俘获衰变后的能谱中2.82 keV和0.27 keV处的峰获得了这一结果。Ar-37源的制备进行了详细描述，因为它使校准，也可能证明是有用的暗物质直接检测实验。一个内部放置的Fe-55 X射线源同时提供了另一个校准点在5.9千电子伏。我们讨论了在这三个校准能量下液氩中的电离产额和电子复合。
2013-07-19 astro-ph.IM nucl-ex physics.ins-det
Perspectives of a single-anode cylindrical chamber operating in ionization mode and high gas pressure
本文研究单阳极圆柱形高压气体探测器在氩气和氙气中的电离模式性能，用于搜寻无中微子双贝塔衰变等稀有现象，在最高气压下两种气体均实现优于1.5% FWHM的能量分辨率。
2024-04-30 hep-ex physics.ins-det
High-rate axial-field ionization chamber for particle identification of radioactive beams
本文介绍了一种适用于放射性核束离子鉴别的简单轴向场电离室的设计、结构和性能特点。该探测器优化用于低能量放射性核束（< 5 MeV/A），除了探测器气体外，仅向束提供三个0.5 $μ$ m/cm $^2$箔。还描述了集成到检测器设计中的快速电荷敏感放大器（CSA）。将该快速CSA耦合到轴向场电离室产生具有60-70 ns的上升时间和100 ns的下降时间的输出脉冲，使得检测器能够维持相对高的速率。用$α$源进行的试验确定探测器能量分辨率为$\sim$ 8 $\%$，能量沉积为$\sim$ 3.5 MeV。测量了2.5和4.0 MeV/A $^{39}$ K离子束的能量分辨率以及能量分辨率与束流强度的关系。在3 x 10 $^5$离子/s的瞬时速率下，能量分辨率已降低至14%，堆积为12%。该探测器的能量分辨率高达3 × 10 ~（-1）$^5$ ions/s，使其成为表征低能放射性核束的有效工具。
2016-08-10 nucl-ex physics.ins-det
Surface and buildup region dose measurements with Markus parallel-plate ionization chamber, Gafchromic EBT3 film and MOSFET detector for high energy photon beams
本研究的目的是调查表面和建立区域剂量为6 MV和15 MV光子束使用马库斯平行板电离室，GafChromic EBT 3膜，和MOSFET探测器不同的字段大小和光束角度。在水等效固体体模中，在表面和6 MV和15 MV光子束的积聚区域中，在100 cm的源-探测器距离处，针对5 x 5、10 x 10和20 x 20 cm 2的射野尺寸和0、30、60和80光束角度进行测量。对于Markus室、EBT 3膜和MOSFET探测器，发现使用6 MV光子束对于10 × 10 cm 2场尺寸的表面剂量分别为20.3%、18.8%和25.5%。对于Markus室、EBT 3膜和MOSFET探测器，使用15 MV光子束对于10 × 10 cm 2场尺寸的表面剂量分别为14.9%、13.4%和16.4%。所有剂量计的表面剂量随射野大小而增加。随着入射辐射束的角度变得更加倾斜，表面剂量增加。剂量计的有效测量深度各不相同;因此，测量结果可能不同。该问题可能导致表面和累积剂量测定错误，必须予以考虑。
2016-07-17 physics.ins-det physics.med-ph
LArPix: Demonstration of low-power 3D pixelated charge readout for liquid argon time projection chambers
我们报告了一个低功耗的像素化读出系统的演示设计的三维电离电荷检测和数字读出液氩时间投影室（LArTPC）。使用定制设计的片上系统ASIC（LArPix）来唯一地仪器化电荷收集垫的像素化阵列中的每个垫，实现了非生物相容性3D电荷读出。LArPix ASIC采用180 nm体CMOS制造，提供32通道电荷敏感放大，具有自触发数字化和多路复用读出功能，温度范围为80 K至300 K。使用832通道LArPix-based读出系统与3毫米之间的垫间距，我们证明了低噪声（$<$ 500 e $^-$ RMS等效噪声电荷）和非常低的功率（$<$ 100 $μ$ W/通道）电离信号检测和读出。读出被用来成功地测量三维电离分布的宇宙射线通过LArTPC，从现有的投影技术的模糊性。该系统设计依赖于标准的印刷电路板制造技术，能够使用普通的商业设施进行大面积读出系统的可扩展和低成本生产。该演示克服了LArTPC在高占用环境中运行的关键技术障碍，例如深地下中微子实验（DUNE）的近探测器站点。
2018-09-16 hep-ex physics.ins-det
Imaging with high Dynamic using an Ionization Chamber
在这项工作中，一个电离室与一维空间分辨率和MicroCAT结构的组合。气体增益操作和集成前端电子设备之间的组合产生高达八到九个数量级的动态范围。因此，该设备非常适合医学成像或应用，例如小角度X射线散射，其中对探测器的动态要求非常高。基本上，所描述的检测器是适于扇形束几何形状的电离室，其具有192 cm 2的有效面积和150微米的阳极条间距。在垂直方向上，可以接受高达10 mm的梁。每个读出条连接到一个模拟集成电子通道，在定制的VLSI芯片实现。用作屏蔽网格的MicroCAT结构可实现高达10kHz的帧速率。观察到的高动态范围源于MicroCAT能够在气体中进行主动电子放大。因此，即使使用积分电子器件，也可以针对低光子通量获得单光子分辨率。该装置的特点是，对于每个光子通量，可以以实现最大DQE值的方式调节气体放大。
2010-01-31 physics.acc-ph physics.ins-det
Decay of $^{99m}$Tc as part of calibration procedure for $^{192}$Ir activity measurements using a well type ionization chamber
本研究检验井型电离室对 $^{99m}$Tc 响应的线性度，发现非线性源于静电计量程切换，并基于非线性不影响衰变常数的假设建立模型，成功校正非线性并准确测得 $^{99m}$Tc 活度，为 $^{192}$Ir 校准提供支持。
2023-08-03 nucl-ex physics.ins-det
Characterization and performances of a monitoring ionization chamber dedicated to IBA-universal irradiation head for Pencil Beam Scanning
每个放射治疗中心都必须配备实时射束监测设备。2008年，来自粒子物理实验室（LPC Caen）的医疗应用小组与IBA（离子束应用）公司合作开发了一个电离室。这种被称为IC 2/3的监测装置被开发用于IBAs通用辐照头，用于双光束扫描（PBS）。本文介绍的目的是表征质子治疗中使用的能量和ux范围内的IC 2/3监测器。该设备已与IBAs回旋加速器进行了测试，提供质子束从70至230兆电子伏。该射束监测设备已经过验证，目前安装在Westdeutsches Protonentherapiezentrum Essen质子治疗中心（WPE，德国）。在空间分辨率和剂量测量方面获得的结果至少等于PBS目的所需的初始质量标准。探测器测量剂量的相对精度优于1%，在0.5 Gy/min至8 Gy/min的范围内，而空间分辨率高于250 m。该技术已获得专利，并向IBA交付了五个IC 2/3腔室。如今，IBA生产的IC 2/3射束监测装置是其Proteus 235产品的一部分
2013-09-12 nucl-ex physics.ins-det physics.med-ph
Energy dependence of W values for protons in hydrogen
对于能量范围在1 MeV和4.5 MeV之间的质子，获得了在分子氢中产生离子对所需的平均能量$W$。的W值来自现有的实验数据弹性{ \it $π^-$ p}散射在40 GeV的电子束能量。在实验中，电离室IKAR充氢压力为10伏，同时作为气体靶和反冲质子探测器。对于选定的事件的弹性散射，反冲质子产生的电离产率在IKAR测量，而确定的能量通过运动学的散射角的入射粒子测量系统的多丝正比室。由来自沉积在室电极上的$^{234}$ U的$α$源的$α$粒子产生的电离用于W值的绝对归一化。H $_2$中质子的$W$的能量依赖性表明，在所测量的能量范围内，随着能量的增加，$W$异常增加。在能量为4.76MeV时，α粒子的电离产额比质子的电离产额大2%。
2014-05-22 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Simulation study of particle identification using cluster counting technique for the BESIII drift chamber
带电强子的粒子鉴别，特别是$K$和$π$的分离，是香味物理研究的关键。与传统的$dE/dx$测量相比，用团簇计数技术测量电离能具有更小的涨落，有望为BESIII实验提供更好的粒子识别。仿真研究，包括基于Garfield++的波形分析和在BESIII离线软件系统中K/π识别的性能研究。结果表明，在动量大于1.2 GeV/c的范围内，即使采用保守的分辨假设，采用团簇计数技术也能显著提高$K/π$的分离能力和PID效率。
2022-10-04 hep-ex physics.ins-det
Calibration and simulation of ionization signal and electronics noise in the ICARUS liquid argon time projection chamber
本文利用宇宙线μ子对ICARUS LArTPC的电荷响应进行时空均衡，并数据驱动地调谐电离信号与电子学噪声模拟，使蒙特卡罗与数据达到良好一致。
2024-08-05 hep-ex physics.ins-det
Simulations of a multi-layer extended gating grid
控制时间投影室中的离子回流的新颖想法是使用多层扩展的门控栅极来捕获回流的离子，而代价是存活时间和电子透明度。在这项初步研究中，我进行模拟的四层网格的ALICE和STAR时间投影室，分别使用$\text{Ne}-\text{CO}_{2}\;(90-10)$和$\text{Ar}-\text{CH}_{4}\;(90-10)$气体混合物。我报告的活时间和电子透明度为90%和99%的离子回流抑制。此外，对于ALICE配置，我研究了几种效果：使用网格与线平面网格，包括一个磁场，并改变在门控区域的过电压分布。对于90%的离子回流抑制，我实现了75%的生活时间与86%的电子透明度的ALICE，和95%的生活时间与83%的电子透明度的STAR。
2016-03-16 nucl-ex physics.ins-det
Development of novel ionization chambers for reference dosimetry in electron FLASH radiotherapy
本研究设计并表征了三种用于电子FLASH放射治疗UHDR参考剂量测定的平行板电离室，发现电荷收集效率受电极间距、电场强度、每脉冲剂量和脉冲宽度影响，并证明减小电极间距和提高电场可消除脉冲宽度依赖性。
2024-03-08 physics.ins-det physics.med-ph
Application of recoil-imaging time projection chambers to directional neutron background measurements in the SuperKEKB accelerator tunnel
气体时间投影室（TPC）具有高读出分割，能够重建详细的三维电离分布的核反冲产生的弹性中子散射。使用一个系统的6个紧凑的TPC与像素ASIC读出，充满了70：30的混合物的He：CO $_2$气体，我们分析了第一方向测量的Beam诱导中子背景的隧道区域周围的美女II探测器在SuperKEKB $e^+e^-$对撞机。使用三维反冲跟踪，我们表明，这些TPC能够保持近$100\%$核反冲纯度重建电离能（$E_\text{reco}$）低至5 $\mathrm{keV_\text{ee}}$。使用大样本的模拟$^4$他，$^{12}$ C，和$^{16}$ O反冲轨道，我们发现预测和测量的反冲能谱之间的一致性，在六个TPC中的五个，模拟中子生产机制建模提供了有用的验证。限制这个样本的$^4$他反冲轨道与$E_\text{reco}>40$ $\mathrm{keV_\text{ee}}$，我们证明了轴向角分辨率内$8^{\circ}$，我们介绍了一个程序，在适当的条件下，正确分配矢量方向$91\%$的模拟$^4$他反冲。应用此程序为测量的$^4$ He反冲轨道分配矢量方向，我们观察到观察到的反冲和模拟反冲的角分布之间的一致性，提供了加速器隧道中局部中子“热点”的第一个实验证据。观察到的核反冲率在这些TPC表明，模拟高估了这些热点的中子通量。
2022-07-14 hep-ex physics.ins-det
Directional Fast Neutron Detection Using a Time Projection Chamber
利用氢气时间投影室测量反冲质子的三维轨迹和比电离，提供了入射快中子的方向信息。在这里，我们展示了定向快中子探测使用这样的设备。获得的宽视场和出色的伽马抑制表明，该设备非常适合于搜索特殊核材料等应用。
2010-10-07 physics.ins-det
Measurement of the two-photon absorption cross-section of liquid argon with a time projection chamber
本文报道了在时间投影室（LAr TPC）探测器中激光诱导266 nm液态氩的多光子电离。由激光束产生的电子信号是用于校准和监测下一代大质量LAr TPC的强大工具。我们设计和测试的探测器使我们能够以前所未有的准确度和精度测量LAr的双光子吸收截面：sigma_ex=（1.24 \pm 0.10 stat \pm 0.30 syst）10^{-56} cm ^4 s {-1}。
2010-12-19 hep-ex physics.ins-det physics.optics
Xenon-gas ionization chamber to improve particle identification of heavy ion beams with Z>70
针对传统P-10气体电离室在Z>70重离子束鉴别中Z分辨差的问题，本研究采用氙基气体使束流达到电荷态平衡，实验证实其在宽Z范围实现更高Z分辨，为重离子鉴别提供实用方案。
2024-07-09 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Characterization of the new free-air primary standard for medium-energy X-rays at CMI
2011年，捷克计量研究所决定建造一个自由空气电离室（FAC），用作中能X射线（光子能量从40到300 keV，包括乳腺X射线质量）空气比释动能率的一级标准，以取代目前使用的二级电离室，并降低空气比释动能参考值的不确定性。在2013-2017年期间，FAC已设计，制造并投入运营。通过Monte Carlo方法测量或计算校正因子。使用校准的次级室初步测试FAC性能。的FAC的物理特性进行了描述，并提出了一个总结的修正系数与不确定性预算。
2019-12-06 physics.ins-det
Performance Optimizations and Evaluations for the Small Direct Currents Measurement System
本文开发了一套高精度积分-微分系统用于测量微弱电流，通过优化电路设计显著降低了噪声和增益误差，测试表明其性能与商用仪器相当，可提升NIM电离室放射性活度标准的测量能力。
2025-03-05 eess.SP physics.ins-det
Space Charge Effects in Noble Liquid Calorimeters and Time Projection Chambers
电离探测器中的空间电荷的主题进行了审查，显示如何观察和用于描述的效果的形式主义已经演变，开始应用到量热计，并达到最近的大尺寸时间投影室。一般标度律，和不同的方式来呈现和建模的影响。讨论了探测器侧面的空间电荷效应和边界条件之间的关系，以及减轻部分效应的设计方案。漂移长度和横向探测器尺寸的相对大小的影响进行了说明。简要讨论了校准方法。
2021-02-11 physics.ins-det
Instrumentation for correlated prompt $n$-$γ$ emission studies in coincidence with fission fragments
最近的理论和实验结果引起了人们对裂变碎片角动量问题的新的兴趣和关注。对中子和$γ$射线与裂变碎片的测量仍然是裂变物理探索中最有价值的工具。为了实现这些科学目标，我们开发了一个系统，该系统结合了最先进的裂变碎片探测器和$n$ - $γ$辐射探测器。在美国阿贡国家实验室设计并建造了一个新的双Frisch栅电离室，用于一个自发裂变源和一个由40个\textit{trans} -二苯乙烯有机闪烁器（FS-3）组成的阵列。我们在这项工作中提出的新的电离室设计旨在最大限度地减少室壁中的粒子衰减，并提供了一个紧凑的装置，可以适合现有的实验系统。电离室能够测量裂变碎片质量和动能，而FS-3提供中子和伽马射线多重性和光谱。这两个检测器组件的细节，以及第一次实验结果，这种设置。计划事件的事件分析和未来的实验进行了简要讨论。
2022-10-30 nucl-ex physics.ins-det
Measurement of ionization yield of low energy ions in low pressure $\mathrm{CF}_{4}$ gas for dark matter searches
Kobe University（神户大学）；Kanagawa University（神奈川大学）；Toho University（东海大学）
研究通过气体探测器测量低能离子的电离产率，以改进暗物质探测实验的精度，发现氟离子在30keV时电离产率为0.45。
2026-03-26 hep-ex physics.ins-det
Integration and characterization of Readout Electronics System for dN/dx Measurement with Drift Chamber Prototype
Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院高能物理研究所）；Spallation Neutron Source Science Center（散裂中子源科学中心）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）
本文设计并评估了用于漂移室的可扩展读出原型，验证了高精度粒子识别的可行性，展示了系统在带宽、噪声和时间抖动方面的性能。
2026-03-28 physics.ins-det
Traceable Dosimetry for MeV Ion Beams
对于临床和研究中使用的高穿透性光子和粒子束，存在标准剂量测定协议。然而，这些协议不能直接应用于浅穿透MeV范围的离子束。放射学研究加速器设施使用这种光束照射细胞单层已有近50年的历史，使用的是基于组织等效电离室的自行开发的剂量测定法。为了更好地与国际公认的标准保持一致，我们描述了一个商业化的，NIST可追溯的，空气填充的电离室的低能量离子的水的吸收剂量的测量，使用辐射质量校正因子计算使用TRS-398建议。报告的剂量不取决于10-150 keV/微米范围内的电离密度。
2022-01-24 physics.acc-ph physics.bio-ph physics.ins-det
Scintillation and Ionization Responses of Liquid Xenon to Low Energy Electronic and Nuclear Recoils at Drift Fields from 236 V/cm to 3.93 kV/cm
本文报道了在236 V/cm ~ 3.93 kV/cm的不同漂移场下，利用具有高能量和位置分辨率的三维灵敏液氙时间投影室，对低能电子（约3--7 keV $_{ee}$）和核反冲（约8--20 keV $_{nr}$）在液氙中的闪烁和电离产额的新测量结果。我们测量的信号响应核反冲同意从NEST模型的预测。然而，我们测量的电子反冲电离（闪烁）产额始终高于（低于）从NEST模型约5 e $^-$ /keV $_{ee}$（ph/keV $_{ee}$）在所有扫描的漂移场。新的复合参数的基础上的Mesquas-Imel盒模型来自我们的数据。由于以前缺乏对液态氙中低能电子反冲的闪烁和电离产额的精确测量，我们的新测量提供了迄今为止最好的可用数据，覆盖了与暗物质搜索相关的液态氙探测器在不同漂移场的低能区。
2015-07-14 hep-ex physics.ins-det
Angular dependent measurement of electron-ion recombination in liquid argon for ionization calorimetry in the ICARUS liquid argon time projection chamber
该研究在 ICARUS LArTPC 中测量液氩电子–离子复合的角依赖，采用 EMB 模型描述数据，并用于能标校准与粒子鉴别及 μ 子、质子能量测量，从而提升准确度和精密度。
2024-08-09 hep-ex physics.ins-det
Track and energy reconstruction algorithms for a time projection chamber with orthogonal fields
Institute of Particle and Nuclear Physics, Faculty of Mathematics and Physics, Charles University（查理大学数学物理学院粒子与核物理研究所）；Institute of Experimental and Applied Physics, Czech Technical University in Prague（布拉格捷克理工大学实验与应用物理研究所）；Sorbonne Université, Université PSL（索邦大学巴黎文理研究大学）
针对正交场时间投影室（OFTPC），开发了基于模拟电离电子漂移图的径迹重建和Runge-Kutta拟合的能量重建算法，在理想条件下实现了电子和正电子相对能量分辨率优于1%。
2026-06-18 nucl-ex physics.ins-det
Absolute Position Measurement in a Gas Time Projection Chamber via Transverse Diffusion of Drift Charge
具有通过微图案气体检测器读出的电荷的时间投影室（TPC）可以提供电荷密度分布的详细测量。我们在这里报告测量的α粒子轨道，使用TPC的漂移电荷与气体电子倍增器放大和检测与像素ASIC。我们发现，通过测量漂移电荷的三维拓扑结构，并对其横向扩散进行拟合，可以得到径迹在漂移方向上的绝对位置。例如，对于1~ cm长的α轨道段，我们获得了1~cm的精度。据我们所知，这是首次在气体TPC中进行这种测量。这种技术有几个有吸引力的特点：它不需要知识的初始特定的电离，是强大的对偏置从扩散电荷低于检测阈值，也是强大的对高电荷密度饱和的检测器响应。
2014-10-05 physics.ins-det
The Time Response of Glass Resistive Plate Chambers to Heavily Ionizing Particles
HARP系统的电阻板室（RPC）的目的是执行颗粒识别的不同颗粒的飞行时间的差异的测量。在以前的论文中，RPC对最小电离π介子和重电离质子的响应之间存在明显的差异。利用氢靶弹性散射的运动学原理，将一束受控的低动量反冲质子射到电离室中。利用这种方法，可以精确地预测质子的轨迹和动量，从而可以精确地预测质子的飞行时间，而不需要测量质子的动量。结果表明，HARP实验的薄气隙玻璃RPC系统对粒子到达时间的测量依赖于粒子在探测器中沉积的初级电离。
2007-09-28 physics.ins-det
Measurement of Scintillation and Ionization Yield and Scintillation Pulse Shape from Nuclear Recoils in Liquid Argon
利用美国Notre Dame结构与核天体物理研究所的低能脉冲窄谱带中子束辐照双相液氩时间投影室（LAr-TPC），测量了反冲核在液氩中的闪烁和电离产额随外加电场的变化。安排液体闪烁计数器来探测和识别TPC中散射的中子，并选择反冲核的能量。我们报告测量的闪烁产额的核反冲能量从10.3至57.3千电子伏和中值施加的电场从0至970 V/cm。对于电离产率，我们报告测量从16.9至57.3千电子伏和电场从96.4至486 V/cm。我们还报告了闪烁和电离之间的关系，从核反冲，这是类似的闪烁和电离之间的关系，从电子反冲的观察。假设从$^{83m}$ Kr内转换电子到激子和离子对的能量损失分配与从$^{207}$ Bi转换电子到激子和离子对的能量损失分配相当，我们得到了在16.9 - 57.3 keV核反冲产生的激子（$N_{ex}$）和离子对（$N_i$）的数目及其比率（$N_{ex}/N_i$）。由于柱状复合，在LAr-TPC信号的方向敏感性参数的启发，平行和垂直于所施加的电场的反冲的光和电荷产率的比较首次提出。
2015-05-27 hep-ex physics.ins-det
Measurement of scintillation and ionization yield with high-pressure gaseous mixtures of Xe and TMA for improved neutrinoless double beta decay and dark matter searches
液态β-TPC是双β衰变和WIMP暗物质搜索中最受欢迎的选择之一。当与液体同位素相比时，气体同位素具有固有的优点，具体地，用于双β衰变搜索的跟踪能力和更好的能量分辨率。气体荧光的性能可以通过分子添加剂如三甲胺（TMA）进一步改善，其预期（1）冷却电离电子，（2）通过潘宁转移将荧光激发能转化为TMA电离，以及（3）产生闪烁和更容易检测波长（300 nm）的电致发光。这些特征可以为双β衰变搜索提供更好的跟踪和能量分辨率。它们还有望增强核反冲的柱状重组，这可用于搜索具有方向灵敏度的WIMP暗物质。我们建造了一个测试电离室，并成功地测量了闪烁和电离产额在高精度与不同的氘和TMA的混合物和压力。我们观察到潘宁效应和增加的重组与TMA的添加。然而，许多不希望的功能，暗物质搜索，如闪烁光的强烈抑制和没有重组的光的迹象，也被发现。这项工作已经进行的NEXT合作的背景下。
2015-05-14 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Performance of an optically read out time projection chamber with ultra-relativistic electrons
时间投影室（TPC）是精细研究气体介质中带电粒子电离的理想装置。大体积的TPC可以用合适数量的通道读出，提供超相对论带电粒子轨道的完整3D重建，即其在TPC气体体积中的能量释放序列。此外，氦基TPC是非常有希望的研究keV能量粒子作为核反冲，打开了可能性的定向搜索的暗物质（DM）和太阳中微子（SN）的研究。在本文中，我们报告了一个小TPC原型（名为LEMOn）建立的CYGNO合作，暴露于450 MeV的电子束在弗拉斯卡蒂国家实验室的束流测试设施获得的数据分析。LEMOn在大气压下使用He-CF 4混合物运行，并基于气体电子倍增器放大级，该放大级产生由亚毫米位置分辨率科学CMOS相机收集的可见光。这种类型的读出-结合快速光检测-允许电子轨道的3D重建。电子留下了一系列电离段，每个电离段对应于几keV的能量释放。他们的研究预测了核反冲的keV能量阈值和1-10 mm的纵向位置分辨率和0.1-0.3 mm的横向位置分辨率，对于光学读出TPC在DM搜索和SN测量中的应用非常有希望。
2021-03-10 physics.app-ph physics.ins-det
Imaging by muons and their induced secondary particles -- a novel technique
Muography是一种很好的方法，可以在没有任何额外粒子源的情况下获得大型物体（例如火山和大型建筑物）的3D图像，利用宇宙μ子的存在。muography的基本原理是测量单个μ子轨迹并确定它们的吸收或散射。这些过程取决于它们所经过的物质。这种新的方法是基于测量μ子的径迹和相应的粒子，这些粒子是由μ子本身在所研究的目标中产生的。当μ子穿过物质时，它们通过电离、韧致辐射、对产生和核相互作用与物质相互作用。我们的实验装置被设计成既能测量初级μ子又能测量产生的次级μ子（主要是电子和伽马）。μ子的轨道由一种特殊的多丝正比室（MWPC）确定，称为CCC（封闭阴极室）。靶中产生的二次粒子由放置在靶周围的四个塑料测量器测量。CCC室和加速器同时使用，以收集通过靶的μ子的数据。由于所述过程的截面随材料的密度和原子序数而变化，因此该技术可用于研究靶的材料含量。
2020-01-30 hep-ex physics.ins-det
Improvement of charge resolution for radioactive heavy ions at relativistic energies using a hybrid detector system
在典型的放射性离子束（RIBs）飞行分离核物理实验中，通常采用Si探测器或电离室来测量RIBs的电荷。所获得的电荷分辨率依赖于这些探测器的性能，用于能量损失确定，这影响了RIBs的粒子识别能力。提出了一种利用现有各种探测器沿束线的能量损失信息来提高重离子电荷测量分辨率的方法。在不改变束线和探测器的情况下，相对于分辨率最好的多采样电离室，该方法可使电荷分辨率提高12%以上。
2019-01-09 nucl-ex physics.ins-det
A Gating Grid Driver for Time Projection Chambers
设计了一种简单而新颖的驱动系统，用于控制时间投影室（TPC）的线栅。该系统通过低阻抗传输线将选通栅极的导线连接到其驱动器。当门控栅极打开时，所有导线具有相同的电压，允许由检测器气体分子电离产生的漂移电子通过到达阳极导线。当栅极闭合时，导线具有交替的较高和较低电压，导致漂移电子终止于更正的导线。通过N型和P型MOSFET开关快速短接正、负极线以获得平均偏置电位，实现了门控栅极的快速开启和低拾取噪声。电路分析和仿真软件SPICE表明，该驱动器在不到0.20 $μ$ s的时间内将栅极电压恢复到开启电压的90%。当在时间投影室的实验环境中测试时，选择较大的终端电阻器，使得驱动器在0.35 $μ$ s内打开选通栅极。在每种情况下，断开时间基本上由RC常数表征，该RC常数由开关和端接电阻器的电阻以及选通栅极及其传输线的电容给出。通过添加第二对N型和P型MOSFET开关，通过在3 $μ$ s内将99%的原始电荷恢复到导线来闭合选通栅极。
2016-12-20 physics.ins-det
Pixelated silicon detector for radiation beam profile measurements
一个像素化的硅探测器，最初开发的粒子物理实验，用于在水幻影的Co-60辐照器的光束轮廓测量。将射束轮廓与用精确电离室测量的轮廓进行比较。像素探测器和精确定位腔室相对轮廓的差异在约0.02以内，并且在使用像素探测器的蒙特卡罗模拟计算校正因子后，差异减小到几乎小于0.005。探测器的测量脉冲高度的能力被用来记录在水中的Co-60束的电子脉冲高度谱，结果与模拟吻合得很好。
2022-12-09 physics.ins-det physics.med-ph
Measurement of scintillation and ionization yield with high-pressure gaseous mixtures of Xe and TMA for improved neutrinoless double beta decay and dark matter searches
气态氙时间投影室（TPC）是一种用于无中微子双β衰变和WIMP暗物质研究的探测器技术。虽然它的密度低于液体探测器，但它在跟踪能力和更好的能量分辨率方面具有内在优势。气体荧光的性能可以通过分子添加剂如三甲胺（TMA）进一步改善，其预期（1）冷却电离电子，（2）通过潘宁转移将荧光激发能转化为TMA电离，以及（3）产生闪烁和更容易检测波长（300 nm）的电致发光。为了测试TMA对性能改善的可行性，我们首次直接测量了Penning和荧光转移效率，使用了Na 2SO 4和TMA的气体混合物。虽然我们观察到的潘宁转移效率高达~ 35%，我们发现强烈的抑制初级闪烁光与TMA。我们还发现，具有三甲基溴和TMA混合物的初级闪烁光可以很好地表征为约3%的荧光从三甲基溴转移到TMA，由于TMA自猝灭而进一步抑制。没有发现TMA离子复合产生闪烁光的证据，这种强烈的闪烁光抑制使暗物质的搜索变得相当具有挑战性，而改进无中微子双β衰变搜索的可能性仍然存在。这项工作是在NEXT合作的背景下进行的。
2016-02-09 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
On concentration of $^{42}$Ar in the Earth's atmosphere
从DBA液态氩电离室实验的数据已被用来获得在地球大气中的$^{42}$ Ar的浓度的估计，$^{42}$ Ar的$6.8^{+1.7}_{-3.2}\cdot10^{-21}$原子的$^{42}$ Ar每$^{40}$ Ar的原子对应于$^{42}$ Ar的活动$1.2^{+0.3}_{-0.5}$ $μ$ Bq每立方米的空气。
2016-09-28 nucl-ex physics.ins-det
The scintillation and ionization yield of liquid xenon for nuclear recoils
氙10是一个旨在直接探测粒子暗物质的实验。它是一个双相（液体/气体）氙时间投影室，具有3D位置成像功能。粒子相互作用产生初级闪烁信号（S1）和电离信号（S2），这两者都是沉积的反冲能量和入射粒子类型的函数。本文提出了一种精确测量氙中核反冲的相对闪烁产额\leff和绝对电离产额Q_y的新方法。一个暗物质粒子被期望通过从氙核散射来储存能量。因此，\leff的知识对于建立实验的能量阈值至关重要;这反过来又决定了对粒子暗物质的灵敏度。我们的\leff测量结果与最近的理论预测一致，超过15 keV的核反冲能量，测量的能量阈值为4 keV。电离产率\Qy的知识是必要的，以建立实验的触发阈值。的电离产率\Qy测量在两种方式，既与以前的测量和10倍的能量阈值较低。
2008-12-31 astro-ph physics.ins-det
Measurement of the normalized $^{238}$U(n,f)/$^{235}$U(n,f) cross section ratio from threshold to 30 MeV with the fission Time Projection Chamber
用NIFFTE裂变时间投影室测量了从反应阈到$30$ ~MeV的归一化$^{238}$ U（n，f）/ $^{235}$ U（n，f）截面比。fissionTPC是一个两容积的MICROMEGAS时间投影室，可以对中子诱发裂变的裂变碎片电离剖面进行全三维重建。测量是在洛斯阿拉莫斯中子科学中心进行的，在那里中子能量是由中子飞行时间确定的。本文报道的$^{238}$ U（n，f）/ $^{235}$ U（n，f）比值是用裂变TPC进行的第一次截面测量，为评价中子通量测量中的重要标准--$^{238}$ U（n，f）截面提供了新的实验数据。在这项工作中使用的发展目标，防止了一个绝对的标准化，以解决在未来的测量的决心。相反，测量的截面比已归一化为ENDF/B-VIII。14.5 MeV的$β$ 5。
2018-02-23 nucl-ex physics.ins-det
Event Reconstruction in a Liquid Xenon Time Projection Chamber with an Optically-Open Field Cage
nEXO是一个提议的吨级无中微子双β衰变（$0νββ$）实验，在时间投影室（TPC）中使用液体${}^{136}Xe$（LIGHTN）读取电离和闪烁信号。在场笼和Leptin容器之间，存在Leptin（“皮肤”Leptin）层，其中不收集电离信号。由于场笼周围缺乏光学屏障，因此仅检测到闪烁光子。在这项工作中，我们表明，起源于皮肤的光Leptin区域可以用来提高背景歧视5%，比以前公布的估计。这种改善来自两个因素。首先，通过识别来自与皮肤皮肤中的能量沉积的相互作用的光来去除一部分$γ$射线背景。第二，通过标记皮肤脂质体中${}^{214}Bi-{}^{214}Po$链中的$α$衰变，可以有效地排除来自溶解在皮肤脂质体中的${}^{222}Rn$的背景。
2021-03-24 physics.ins-det
