Optimisation and Characterisation of Glass RPC for India-based Neutrino Observatory Detectors
拟议中的磁化铁量热计探测器(ICAL)将在印度中微子天文台(INO)实验室建造,旨在探测大气μ子中微子。为了获得更好的物理结果,必须通过适当的表征和优化各种参数来充分了解探测器的组成部件。电阻板室(RPC)是ICAL探测器中的有源探测器元件,可以由玻璃或酚醛树脂制成。该检测器所需的RPC数量非常大,因此有必要进行详细研究,以确定这些RPC的特性和优化。这些探测器一旦安装,将收集15-20年的数据。在本文中,我们报告了从印度制造商采购的玻璃电极的选择标准。根据影响玻璃质量的因素,选择了电极。玻璃表征研究包括用于光学性质的UV-VIS透射,用于表面性质的SEM、AFM,用于确定玻璃样品的组成和电性质的WD-XRF、PIXE。基于这些技术,采用一个程序来达到最佳的玻璃样品。我们已经对制造的玻璃RPC的质量进行了二次检查。在这方面,测量了RPC的效率和串扰。Asahi和Saint Gobain玻璃RPC的结果最好。
2021-12-02 hep-ex physics.ins-det
Characterization and Comparison of Glass Electrodes
本文介绍了玻璃电极的特性,这是一个主要组成部分的探测器,如电阻板室(RPC)的研究。RPC正在用于各种正在进行的高能物理实验,例如,KEK的BELLE,LHC的CMS,并将用于不久的将来的实验,例如,INO-ICAL在印度玻璃电极的表征已经完成,以了解玻璃质量等有助于提高探测器性能的因素。选择的玻璃样品是在当地采购的Asahi(A),Saint Gobain(S),Modi(M),这些样品在印度工业中很容易获得。表征包括研究玻璃样品的光学、表面、物理、电学性能、成分和漏电流的测试。这篇论文为关于这一主题的现有研究增添了新的信息。根据本文所讨论的技术,对三种不同类型的玻璃电极的测量结果进行了比较。这项研究有助于我们确定可以选择用于更好地操作探测器的最佳玻璃质量。
2022-02-12 physics.ins-det
Characterization of 3 mm Glass Electrodes and Development of RPC Detectors for $INO-ICAL$ Experiment
位于印度的中微子天文台(INO)是一个多机构设施,计划在印度南部建立。INO设施将拥有一个51千吨磁化铁量热计(ICAL)探测器,用于研究大气μ子中微子。铁板已被选为目标材料,而电阻板室(RPC)已被选为ICAL实验的主动探测器元件。由于ICAL实验需要大量的RPC(尺寸为$2~m \times 2~m$的$\sim$ 28,000)并且实验的寿命长,因此有必要执行详细的$R\&D$,使得可以优化检测器性能的每个参数以改善物理输出。在本文中,我们报告了详细的材料和电性能研究的各种类型的玻璃电极本地可用。我们还报告了与这些电极的RPC上进行的性能研究,以及气体成分和环境温度对检测器性能的影响。重点介绍了RPC电极材料的选用和在INO-ICAL实验中实现最佳物理输出的环境条件。
2014-12-16 physics.ins-det
Effect of glass thickness variations on the performance of RPC detectors
位于印度的中微子天文台(INO)正计划建造一个磁化铁量能器探测器(ICAL),其中电阻板室(RPC)将是活跃的探测器元件。研究不同电极厚度的RPC的性能是优化ICAL RPC设计参数的关键。我们制作了具有不同厚度玻璃的RPC,并研究了它们在相同环境条件下的性能。本文对探测器效率、噪声率、时间分辨率和电荷分布进行了研究。
2016-10-11 hep-ex physics.ins-det
Elemental Analysis of Glass and Bakelite Electrodes Using PIXE Facility
粒子探测器的发展可以追溯到19世纪90年代X射线和放射性的发现。在探测器的历史上,电阻板室(RPC)是在20世纪80年代初推出的。RPC是一种气体探测器,由两个平行电极组成,具有像玻璃和胶木一样的高电阻率。目前,一些高能物理实验使用基于RPC的探测器系统,由于鲁棒性和结构简单。在每个实验中,RPC都必须连续运行数年。因此,需要对电极材料进行深入的表征。在本研究中,当地可用的玻璃和胶木样品的元素分析是使用PIXE设备可在旁遮普大学回旋加速器,昌迪加尔。PIXE测量使用入射在电极样品靶上的2.7MeV质子束进行。报告了这些电极样品中存在的组成元素。
2018-11-18 physics.ins-det
Towards portable muography with small-area, gas-tight glass Resistive Plate Chambers
使用大气μ子的成像技术,统称为新词“muography”,近年来已经取得了巨大的增长,主要是由于其广泛的应用。最著名的方法包括但不限于:火山学、考古学、土木工程、核反应堆监测、核废料表征、地下测绘等。这些方法是基于μ子的衰减或偏差来成像大型和/或密集的物体,其中传统技术无法工作或其使用变得具有挑战性。在这方面,我们已经建立了一个muography望远镜的基础上“迷你玻璃RPC飞机”的设计类似的玻璃RPC探测器开发的CALICE协作和使用的TOMUVOL实验中的火山射线照相的背景下,但较小的活动面积(16 $\times$ 16厘米$^{2}$)。紧凑的尺寸使其成为一个有吸引力的选择,相对于其他探测器以前采用类似规模的成像。这种设计的一个重要创新是探测器是密封的。这使得探测器更便携,并解决了地下和/或小房间内操作的气体探测器的常见安全和后勤问题。本文概述了我们的指导原则,探测器的开发和我们的操作经验。借鉴的经验教训,从第一个原型,我们还讨论了我们未来的方向改进的第二个原型,主要集中在最近通过的丝网印刷技术的玻璃板的电阻涂层。
2020-12-08 physics.ins-det
The Induced Charge Signal of Glass RPC Detector
提出了将气体探测器玻璃电阻率平行室(GRPC)用于强子量能器(HCAL)中,其读出系统采用半数字系统,需要GRPC提供的电荷信息。为了更好地了解GRPC产生的电荷,我们从宇宙射线测试开始获得电荷分布,然后研究收集垫上的感应电荷分布,在成功与欧洲核子研究中心(CERN)的原型束流测试数据进行比较后,最终将该过程植入基于Geant 4的模拟中以供未来研究。
2013-06-09 hep-ex physics.ins-det
Towards high-rate RPC-based thermal neutron detectors using low-resistivity electrodes
本文介绍了几种单间隙$^{10}$ B内衬电阻板室($^{10}$ B-RPC)的计数率测量的实验结果,其阳极由标准浮法玻璃、低电阻率玻璃和陶瓷制成。测量是在柏林亥姆霍兹中心的V17单色中子束线(3.35 μ m)上进行的。对于具有0.28 mm厚浮法玻璃的$^{10}$ B-RPC,获得约$8\times 10^{3}$ $Hz/cm^{2}$的最大计数率密度。在低电阻率玻璃和陶瓷的情况下,计数率密度没有偏离线性依赖于中子通量的最大通量在此束线和超过$3\times 10^{4}$ $Hz/cm^{2}$的值。
2021-04-01 physics.ins-det
Characterization of a scintillating lithium glass ultra-cold neutron detector
利用Paul Scherrer研究所(PSI)的超冷中子源对为TRIUMF中子电偶极矩实验研制的$^{6}$ Li玻璃闪烁探测器进行了表征。该检测器的数据采集系统被证明在拒绝背景方面表现良好。估计背景抑制的绝对效率为$99.7\pm0.1$ %。对于可变的超冷中子速率(从$<$ 1 kHz变化到约100 kHz每通道)和在Paul Scherrer研究所看到的背景速率,我们估计绝对检测器效率为$89.7^{+1.3}_{-1.9}$ %。最后,在PSI的超冷中子源的West-2束线的特定设置与商业级联探测器进行了比较。
2016-11-08 nucl-ex physics.ins-det
Study of glass properties as electrode for RPC
电阻板室(RPC)的操作和性能主要取决于电极材料的质量和特性。位于印度的中微子天文台合作已经选择玻璃RPC作为其铁量热计探测器的有源探测器元件,并将以前所未有的规模部署RPC。因此,我们有必要对电极材料方面进行详细的研究。我们在这里报告,从两个制造商的玻璃系统的表征研究。RPC探测器使用这些玻璃和性能相同的材料特性进行了比较。
2016-05-02 hep-ex physics.ins-det
Monte Carlo simulation of a very high resolution thermal neutron detector composed of glass scintillator microfibers
为了研制高空间分辨率(微米级)的热中子探测器,提出了一种由直径为1 μ m,$μ$ m的掺铈锂玻璃微纤维组成的探测器组件,其中中子吸收位置由中子吸收产生的带电粒子产物重构。为了抑制闪烁光的串扰,每根闪烁光纤都被与光纤直径相同的充满空气的玻璃毛细管包围。重复该图案以形成块状微纤维检测器。在一端,探测器的表面涂有薄的光学反射器,以增加另一端的光收集效率。然后,由任何中子相互作用发射的闪烁光被传输到一端,被放大,并由增强的CCD相机记录。基于Geant4工具包的模拟开发了该检测器的模型。所有相关的物理过程,包括中子相互作用,闪烁和光学边界行为进行了模拟。该模拟首先通过测量锂玻璃圆柱的中子响应进行了验证。在良好的预期光收集的基础上,提出了一种基于α和triton粒子径迹固有特征的算法来重建玻璃纤维阵列中的中子反应位置。假设光纤直径为1,$μ$ m,探测器厚度为0.1,mm,则中子空间分辨率有望达到$σ\sim 1\, μ$ m,且在每个横向维度上都具有高斯拟合。当探测器厚度从0. 1 mm增加到1 mm时,位置分辨率变化不大,而探测效率提高约10倍.
2016-06-11 nucl-ex physics.ins-det
Performance optimization for a scintillating glass electromagnetic calorimeter at the EIC
针对EIC SciGlass桶形量能器,利用机器辅助技术优化其半投影几何设计,在满足空间、单元尺寸及接收度约束下提升性能。
2024-05-24 physics.ins-det
Development and Performance Analysis of Glass-Based Gas-Tight RPCs for Muography Applications
本文开发了一种基于玻璃阻性板室(RPCs)的便携式气密型缪子探测器系统,研究了其电极表面电阻率的时间演变及不同电压阈值下的探测效率,并通过铅块缪子吸收实验验证了其在缪子成像应用中的可行性。
2025-04-10 physics.ins-det
Response of a Li-glass/multi-anode photomultiplier detector to $α$-particles from $^{241}$Am
测量了位置敏感锂玻璃闪烁体探测器对来自准直$^{241}$ Am源的$α$粒子的响应。闪烁光由8 X 8像素多阳极光电倍增管读出,并且对于扫描上的每个位置记录每个像素的信号幅度。像素信号强烈地依赖于位置,并且通常几个像素将记录高于给定阈值的信号(命中)。研究了该阈值对命中多重性的影响,以优化检测器的单次命中效率。
2018-12-19 nucl-ex physics.ins-det
Horizon-T Experiment Calibrations -- MIP Signal from Scintillator and Glass Detectors
Horizon-T是一个现代化的广延空气簇射(EAS)探测器系统,安装在海拔3340米左右的俄罗斯科学院列别捷夫物理研究所天山高海拔科学站,用于研究来自大范围天顶角(0 - 85度)的10^16 eV以上的能量范围。该探测器包括八个带电粒子探测点和一个瓦维洛夫-切连科夫辐射探测器。每个带电粒子探测器响应使用单个MIP(最小电离粒子)信号进行校准。本文提供了这种校准的详细信息。本说明适用于2017年3月之前的数据,并且由于已实施大规模升级,因此在任何探测器校准和配置更改后将不会更新。
2019-06-12 hep-ex physics.ins-det
A hadronic calorimeter with Glass RPC as sensitive medium
SDHCAL技术原型是一个$1 \times 1 \times 1.3$ m $^3$高粒度半数字强子量热计,使用玻璃电阻板室作为敏感介质。它是ILD协作组考虑的两个HCAL方案之一,将被提议作为未来国际直线对撞机项目的探测器。该原型由多达50个1 m $^2$尺寸和3 mm厚度的GRPC探测器组成,每个探测器都具有嵌入式半数字电子读出器,该电子读出器是自动触发和功率脉冲的。GRPC读数被精细地分割成1 cm $^2$的垫。测量性能的GRPC和完整的SDHCAL原型的均匀性,低噪声和能量分辨率方面提出了在这个过程中。
2014-07-07 physics.ins-det
Characterisation of Glass Electrodes and RPC Detectors for $INO-ICAL$ Experiment
印度中微子天文台(INO)是一个计划在印度南部建立的中微子实验站,它将安装一个51千吨的ICAL探测器,用于探测大气中的中微子。电阻板室(RPC)已被选为ICAL实验的主动探测器元件。ICAL实验将由大约28,000个尺寸为$2~m\times 2~m$的RPC组成,分为三个模块。该实验计划从开始之日起至少收集20年的数据。由于ICAL实验需要大量的RPC和实验的长寿命,因此有必要进行详细的$R\&D$以优化探测器性能的每个参数。我们报告的性能研究与这些电极的RPC上进行的,最后比较检测器的性能与材料的性能,以优化检测器的参数。
2014-09-25 hep-ex physics.ins-det
Study on the large area MCP-PMT glass radioactivity reduction
江门地下中微子观测站(JUNO)将在中心探测器中安装约18,000个20英寸光电倍增管(PMT),以实现3%/sqrt(E(MeV))的能量分辨率。从全探测器蒙特卡罗(MC)模拟结果来看,除了液体闪烁体(LS)和丙烯酸节点外,PMT玻璃对天然放射性本底的贡献最大。中国工业界开发了各种技术来控制环境和改进生产过程。我们对玻璃生产进行了两个多月的监测,并使用配备高分辨率HPGe探测器的低本底伽马射线光谱仪测量了玻璃中的放射性。玻壳的238 U、232 Th和40 K分别降低了2倍、9倍和15倍,现在可以达到238 U的2.5Bq/kg、232 Th的0.5Bq/kg和40 K的0.5Bq/kg。
2017-10-27 hep-ex physics.ins-det
Development of Glass Resistive Plate Chambers for INO
位于印度的中微子天文台(INO)合作计划建造一个巨大的50千吨磁化铁量热计(ICAL)探测器,以研究大气中微子并精确测量与中微子振荡相关的参数。玻璃电阻板室(RPC)的大小约为2米× 2米将被用作ICAL探测器的有源元件。我们已经制作了大量的玻璃RPC原型的1米× 1米的大小,并研究了它们的性能和长期稳定性。在此过程中,我们开发并生产了一系列制造RPC所需的材料和组件。我们还设计和优化了许多用于组装气隙的制造和质量控制程序。在本文中,我们将审查我们的活动对玻璃RPC的INO ICAL探测器的发展,并将提出的RPC的表征研究结果。
2008-10-26 hep-ex physics.ins-det
Ultracold neutron detection with 6Li-doped glass scintillators, NANOSC: a fast ultracold neutron detector for the nEDM experiment at the Paul Scherrer Institute
本文总结了旨在表征超冷中子探测的测量结果与6Li掺杂玻璃闪烁体。厚度为100-200微米的单个GS 10或GS 20中子源满足超冷中子探测要求,具有可接受的中子-伽马鉴别力。这种区分明显地通过两个澄清器的堆叠得到改善:6Li耗尽的玻璃结合到6Li富集的玻璃。光学接触粘合用于两个反射器之间,以获得完美的光学接触。闪烁体的探测效率类似于3 He Strelkov气体探测器。与数字数据采集系统耦合,计数率可达10^5计数/秒。基于这种闪烁体堆叠布置的探测器已经建成,并自2010年以来一直用于Paul Scherrer研究所的中子电偶极矩实验。给出了它对中子电偶极矩实验正常运行的响应。
2016-06-23 nucl-ex physics.ins-det
Improving count rate capability of timing RPCs by increasing the detector working temperature
本文描述了普通浮法玻璃定时电阻板室(tRPC)暴露于$2.7$ ~GeV质子束并在高于环境温度下操作的测试束结果,重点关注检测效率和定时精度,以便通过利用玻璃电极电阻率的降低来提高室的计数率能力。结果表明,当探测器在$40.6^{\circ}$ C下工作时,计数率能力至少可以扩展到$1500~Hz/cm^2$,而不会有明显的效率损失或定时精度下降,对于这种特定的定时RPC布置,分别具有$90\%$和$100$ ~ps的值。
2022-06-24 physics.ins-det
Radiation-induced effects in glass windows for optical readout GEM-based detectors
在本文中,我们提出了照射测量选择一个透明的阳极基板,最好地满足一种新型的探测器,LaGEMPix的光学读出的要求。由于质子辐照的材料的光学性质的修改进行了研究,在钠钙,熔融石英和熔融石英玻璃涂有铟锡氧化物层。使用伯尔尼大学医院(Inselspital)IBA Cyclone 18 MeV回旋加速器的研究束传输线(BTL)进行辐照。我们在钠钙和熔融石英样品中记录了质子辐照产生的可见闪烁光。我们还研究了这三种玻璃的变暗,并观察到辐射诱导的钠钙玻璃样品中的色心。在辐照前后测量了样品的光学透射光谱。钠钙玻璃、熔凝石英和熔凝硅石的减少分别为45%、1%和0.4%(相关误差为0.25%)。我们的结论是,我们的具体应用的最佳选择是熔融石英基板,这将是下一代LaGEMPix探测器的透明阳极。
2021-06-08 physics.app-ph physics.ins-det physics.med-ph
Response of a Li-glass/multi-anode photomultiplier detector to collimated thermal-neutron beams
利用准直热中子束研究了一种位置灵敏的锂玻璃闪烁体探测器的响应特性,该探测器的位置分辨率为6 mm。探测器以0.5至1.0 mm的水平和垂直步长垂直移动通过中子束。闪烁是在一个8 × 8像素的多阳极光电倍增管中逐事件检测的。一般来说,几个像素在每个中子束位置记录大信号。研究了超过设定阈值的记录信号的像素的数量,以在检测器的最大可能区域上的单次命中效率的最大化作为主要目标。在全沉积峰值平均值的约50%的阈值下,约80%的事件被记录在单个像素中,从而在X和Y方向上产生约5 mm的有效位置分辨率。较低的阈值通常导致显示较高像素多重性的事件,但这些事件也可以用~5 mm的位置分辨率定位。
2020-12-09 nucl-ex physics.ins-det
Radiation Damage of F8 Lead Glass with 20 MeV Electrons
利用20 MeV直线加速器研究了电磁辐射对F8铅玻璃光学透明性的影响。具体来说,我们测量的衰减长度的变化作为辐射剂量的函数。将我们的结果与利用质子束的类似工作进行比较,我们得出结论,F8铅玻璃比电子损伤更容易受到质子损伤。
2012-01-18 physics.ins-det
Discharge quenching mechanism and performance of RPWELL with tunable 3D printed resistive plates, charge evacuation in semiconductive glass RPWELL and discharge quenching for Cryogenic-RWELL over a wide range of resistivity
本文研究RPWELL阻性板的放电淬灭机制,利用掺杂碳纳米管的3D打印塑料实现厚度与电阻率可调,并揭示板厚、电阻率及载流子动力学对淬灭和增益恢复的影响。
2024-06-13 physics.ins-det
Response of a Li-glass/multi-anode photomultiplier detector to focused proton and deuteron beams
本文研究了位置灵敏锂玻璃闪烁探测器对2.5MeV质子和氘束聚焦的响应。以垂直于光束的0.5 mm水平和垂直步长在检测器上扫描光束。使用8 × 8像素多阳极光电倍增管记录闪烁光。在逐个事件的基础上记录每个像素的信号幅度。几个像素通常在每个波束位置处记录相当多的信号。以最大可能面积上的单次命中效率最优化为目标,研究了超过设定阈值的像素数。对于这两种光束,在全沉积峰值平均值的约50%的阈值下,约80%的事件被记录在单个像素中,导致X和Y方向上约5 mm的有效位置分辨率。
2020-05-18 nucl-ex physics.ins-det
High rate, fast timing Glass RPC for the high $η$ CMS muon detectors
HL-LHC阶段的目的是将LHC实验收集的数据量增加一个数量级。为了在合理的时间尺度内实现这一目标,瞬时光度也将增加一个数量级,高达$6 \cdot 10^{34}$ cm $^{-2}$ s $^{-1}$。前向μ介子谱仪($|η| > 1.6$)的区域没有配备RPC站。预期颗粒率增加至2 kHz/cm $^2$(包括安全系数3)促使RPC室的安装,以保证与现有CSC室的冗余。CMS的实际RPC技术不能支持预期的背景水平。新一代玻璃RPC(GRPC)采用低电阻率玻璃(LR),建议至少装备两个最远的CMS的四个高η μ子站。介绍了小尺寸样机的设计及其在高速粒子流下的性能研究。
2016-06-03 hep-ex physics.ins-det
Design, development and performance study of six-gap glass MRPC detectors
多间隙电阻板室(MRPC)是由电阻电极制成的多个气体子间隙的气体电离检测器。高压(HV)仅施加在最外面的电阻板的外表面上,而内部板保持电浮置。具有高电场的多个窄子间隙的存在导致外电极上的更快的信号,从而提高检测器的时间分辨率。由于其优异的性能和相对较低的成本,MRPC探测器在飞行时间(TOF)系统中有潜在的应用。本文介绍了面积为27 cm $\times$ 27 cm的六间隙玻璃MRPC探测器的设计、制造和工作参数的优化,如HV、气体混合物成分和性能,这些探测器是为了在TOF测量等中找到触发探测器的应用而开发的。其宽度为250 $μ$ m。在研究了一组不同浓度的MRPC性能后,优化了由R134 A、异丁烷和SF $_{6}$组成的气体混合物以及每种组成气体的分数。MRPC在$17.9$ kV下的计数效率约为95%。在相同的工作电压下,时间分辨率,校正步行效应后,被发现是约$219$ ps。
2016-12-15 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
VUV-Vis optical characterization of Tetraphenyl-butadiene films on glass and specular reflector substrates from room to liquid Argon temperature
使用有效的波长移位器从真空紫外线到光电传感器的灵敏度范围是探测器的一个关键特征,用于暗物质搜索和基于液氩闪烁探测的中微子物理学。沉积在限定检测器的有效体积的表面上和/或沉积在光电传感器光学窗口上的四苯基丁二烯(TPB)的薄膜是当前和计划的实验中最常见的解决方案。只有在充分了解所用光学系统(TPB膜+基底)的特性后,才能评估和正确模拟探测器的设计和响应。光学系统的表征需要特定的,有时是复杂的光学方法。在本文中,TPB涂层的主要特点不同,常用的基板上的报告,作为两个独立的运动的测量结果在专业的光学计量实验室的ENEA和大学的Tor Vergata。测量的功能包括TPB发射光谱与线形和相对强度的变化记录作为膜厚度的函数,并为第一次下降到LAr温度,以及光反射率和透射率光谱的TPB涂层基板在TPB发射的波长范围内。
2013-07-30 physics.ins-det
Fabrication and characterization of a lithium-glass-based composite neutron detector
一种新型的复合材料,用于中子探测,由嵌入在膨胀塑料基质中的KG 2型锂玻璃的小立方体(1.5 mm)组成,已开发出2.2英寸的形式。直径,3.1英寸-装载有按质量计的$\left( 5.82 \pm 0.02 \right)\%$锂玻璃的高圆柱形原型。研究了该材料在${}^{252}$ Cf裂变中子和各种$γ$射线源作用下的响应,采用电荷积分脉冲形状鉴别方法,观察到中子和$γ$射线事件之间的良好分离,并获得了${}^{252}$ Cf裂变中子和${}^{60}$ Co $γ$射线的$\left( 1.15 \pm 0.16 \right)\times 10^{-2}$和$\left( 2.28 \pm 0.21 \right)\times 10^{-4}$的本征效率;对${}^{137}$ Cs $γ$射线的灵敏度的上限被确定为$< 3.70 \times 10^{-8}$。在锂玻璃中的中子捕获信号可以与塑料闪烁体中的先前弹性散射事件重合地被检测的情况下,中子/ $γ$辨别能力得到改善;在这种重合要求下,原型检测器对于${}^{60}$ Co $γ$射线的固有效率为$\left( 2.42 \pm 0.61 \right)\times 10^{-6}$,而其对于未慢化的${}^{252}$ Cf裂变中子的固有效率为$\left( 4.31 \pm 0.59 \right)\time…
2015-05-25 nucl-ex physics.ins-det
A Micromegas-based low-background x-ray detector coupled to a slumped-glass telescope for axion research
我们报告的设计,建设和运行的低背景X射线检测线组成的屏蔽Micromegas(微网格气体结构)检测器的微块技术。探测器由放射纯材料制成,放置在$\sim$的焦点处,直径约为5 cm,焦距为1.3 m,锥形近似Wolter I X射线望远镜(XRT)由沉积有多层涂层的热成型(或“塌陷”)玻璃基板组成。该系统被认为是未来国际轴子观测站的技术开拓者,因为它结合了项目概念设计中提出的两种技术(光学和探测器)。它的创新有两个原因:这是第一次专门为轴子研究设计和制造X射线光学器件,以及第一次使用X射线光学器件操作Micromegas探测器。这条线已经安装在欧洲核子研究中心轴子太阳望远镜(CAST)磁铁的一端,目前正在寻找太阳轴子。XRT和Micromegas检测器的组合提供了迄今为止通过CAST实验的任何检测系统获得的最佳信噪比,在能量感兴趣区域和信号点区域中的背景速率为每小时5.4个$\times$ 10个$^{-3}\;$计数。
2015-09-21 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
X-ray imaging with Micromegas detectors with optical readout
本文研究基于光学读出的 Micromegas 探测器 X 射线成像技术,介绍了其在低能 X 射线高颗粒度成像、中子及 beta 成像应用,并展示了在 SOLEIL 同步辐射设施下的空间分辨率初步测量结果。
2023-03-30 physics.ins-det
Comparison of Thermal Neutron Detection Efficiency of $^{6}$Li Scintillation Glass and $^{3}$He Gas Proportional Tube
本文报道了$^{3}$ He气体比例管和$^{6}$ Li闪烁玻璃热中子探测效率的比较研究。由于$^{3}$ He和$^{6}$ Li具有较高的中子俘获吸收系数,因此通常用于热中子探测。通过在准直系统中使用中子源$^{252}$ Cf和石蜡慢化剂,我们可以得到小束热中子。利用闪光ADC测量每个探测器的热中子能谱,根据能谱确定探测到的事例数,计算不同探测器的探测效率。同时,用GEANT 4对实验进行了建模,并与蒙特卡罗模拟进行了对比验证。
2013-04-22 hep-ex physics.ins-det
Development and characterization of six-gap glass MRPCs and feasibility study of a PET device
多间隙电阻板室(MRPC)以相对较低的成本提供出色的定时和位置分辨率。因此,它们可用于PET等医学成像应用,其中精确的定时是测量的关键参数。我们设计并制作了几种六间隙玻璃MRPC,并对其性能进行了广泛的研究。在本文中,我们描述了探测器,电子和数据采集系统的设置的制造和表征。我们在这里提出的结果,我们的飞行时间(TOF)实验使用放射源Na-22,因此,以证明其在医学成像的潜在应用。我们还提出了基于Geant 4的模拟结果,我们的探测器的效率作为转换器材料的间隙和厚度的数量的函数。
2019-07-22 hep-ex physics.ins-det
Spontaneous crystallization noise in mirrors of gravitational wave detectors
用于高精度测量的核心光学元件由稳定的材料制成,具有较小的光学和机械损耗。在许多情况下,自然的选择是玻璃,特别是熔融石英。玻璃是一种固体非晶态材料,由于粘度高,无法变成晶体。然而,通过化学或外部激活的局部自发结晶过程(称为失透)仍然是可能的。由于这些过程是随机的,会产生附加噪声,影响激光引力波探测等实验的性能。
2015-07-01 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Lead fluoride Cherenkov detector read out by avalanche photodiodes for measuring the intensities of pulsed antiproton beams
切伦科夫探测器基于五个氟化铅($β$ $_2$)晶体的阵列,其尺寸为30 mm $\times$ 30 mm $\times$ 160 mm,由有效面积为10 mm $\times$ 10 mm的反向雪崩光电二极管(APD)读出,用于测量在欧洲核子研究中心的反质子减速器处从反质子的脉冲束的湮灭中出现的次级粒子的通量。我们比较了由$β$ $_2$、熔融石英、UV透明丙烯酸、铅玻璃和无铅高折射率玻璃制成的辐射器的相对光子产率。一些{ \it p-i-n}光电二极管也用于读出,但是输出信号由穿过光电二极管的300 $μ{\rm m}$厚耗尽区的次级粒子的核计数器效应(NCE)支配。在APD中观察到较小的NCE,因为其中的最大电子增益主要发生在薄的${\it p}$型半导体层中产生的电子-离子对,该半导体层在发生放大的高电场的{ \it p-n}结之前。
2019-11-06 physics.ins-det
A High Position Resolution X-ray Detector: an Edge on Illuminated Capillary Plate Combined with a Gas Amplification Structure
我们研制了一种新型的高位置分辨率混合X射线探测器样机,并成功地进行了测试。它包含一个薄壁铅玻璃毛细管板转换器的X射线结合微间隙平行板雪崩室充满气体在1个大气压。这些转换器的操作进行了研究,在宽范围的X射线能量(从6到60 keV),入射角从0-90度变化。探测效率取决于几何形状、光子能量、入射角和操作模式,在单步模式下介于5- 30%之间,在多层组合中高达50%。根据毛细管的几何形状,实现的位置分辨率在0.050-0.250 mm之间的数字形式,实际上是独立的光子能量或气体混合物。通常的铅玻璃毛细管板在50 Hz/mm 2的计数率下操作而没有明显的充电效应,并且氢处理的毛细管高达10 E5 Hz/mm 2。所开发的探测器可能为医学成像开辟新的可能性,例如在乳房X线摄影、射野成像、放射摄影(包括安全设备)、晶体学和许多其他应用中。
2004-11-08 physics.ins-det
Measurement of the high energy $γ$-rays from heavy ion reactions using Čerenkov detector
本文设计了基于纯水和铅玻璃的切伦科夫探测器,通过Geant4模拟优化尺寸并给出能量分辨率,结合霍夫变换重建γ射线方向,以区分重离子反应高能γ射线与宇宙线μ子本底。
2023-07-22 nucl-ex physics.ins-det
Simulation of the Response of the Solid State Neutron Detector for the European Spallation Source
固态中子探测器的特点,正在开发的中子散射测量在欧洲Spectrometer源,已被模拟与Geant 4为基础的计算机代码。该代码模拟了热中子和电离辐射在探测器的6Li掺杂的闪烁玻璃中的相互作用,闪烁光的产生以及光学闪烁光子通过闪烁体到所附多阳极光电倍增管的光电阴极的运输。比较了影响光学光子输运的因素,如表面光洁度、玻璃片的像素化、前反射器和光学耦合介质的设置。探测器响应的预测进行比较与中子和伽马射线源,准直α源和精细准直光束的2.5 MeV质子和氘的测量。
2021-03-11 physics.comp-ph physics.ins-det
Performance of Glass Resistive Plate Chambers for a high granularity semi-digital calorimeter
提出了一种新的用于未来国际直线对撞机(ILC)实验的高颗粒度强子量能器的设计方案。它具有2位阈值半数字读出。几个GRPC原型与他们的电子已经成功地建立和π介子束测试。这些检测器的设计,以及效率,垫的多样性,稳定性和再现性的测试结果。
2010-12-30 hep-ex physics.ins-det
Progress towards a Technological Prototype for a Semi-Digital Hadron Calorimeter based on Glass RPCs
使用GRPC作为敏感介质的半数字强子量能器是ILD合作正在考虑的ILD探测器最终设计的两个选择之一。为了验证这一选择,在CALICE合作范围内设想了一个1立方米的原型。该原型旨在尽可能接近ILD LOI中提出的原型。生产并成功测试了第一台1平方米的GRPC,厚度为3毫米,完全配备了半数字电子读数和新的气体分布设计。2010年,我们计划生产40个类似的单元,用于插入自支撑机械结构中。然后,原型将在CERN或费米实验室接受测试束进行最终验证。
2010-06-17 hep-ex physics.ins-det
High rate, fast timing Glass RPC for the high η CMS muon detectors
HL-LHC阶段的目的是将LHC实验收集的数据量增加一个数量级。为了在合理的时间尺度内实现这一目标,瞬时光度也将增加一个数量级,达到$6.10^{34} cm^{-2} s^{-1}$。前向μ介子谱仪($|η| > 1.6$)的区域没有配备RPC站。预期颗粒率增加至$2 kHz/cm^{2}$(包括安全系数3)促使RPC室的安装,以保证与现有CSC室的冗余。CMS的实际RPC技术不能支持预期的背景水平。将被选择的新技术应该具有高速率能力,并提供良好的空间和定时分辨率。新一代的玻璃RPC(GRPC)使用低电阻率(LR)玻璃,建议配备至少两个最远的四个高$η$ μ子CMS站。首先介绍了小尺寸原型的设计及其在高速率粒子通量中的性能研究。然后,大尺寸腔室和他们的快速定时电子读出的设计进行了检查,并提供了初步的结果。
2016-07-22 hep-ex physics.ins-det