Method for measurement of the grid transparency in ionization chambers
本文提出了一种测量电离室栅板透明系数的方法。该方法是基于应用格林互易定理，并给出了（3 - 5）%的精度。实验数据进行了比较的情况下，平板网格的理论计算结果。
2020-08-17 hep-ex 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
Ionization Chambers for Monitoring in High-Intensity Charged Particle Beams
使用布鲁克海文国家实验室（BNL）加速器测试设备（ATF）的强电子束对抗辐射电离室进行了测试。这些探测器被设计用来作为费米国家加速器实验室（FNAL）主注入器中微子束线（NuMI）中监测μ子的基本元件。测量响应的线性度，电压依赖性，和作为间隙电压的函数的电离饱和的开始。
2002-05-30 hep-ex 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
Study of Neutron-Induced Ionization in Helium and Argon Chamber Gases
用于监测NuMI中微子束线中的次级强子和三级μ子束的离子室将暴露于背景粒子，包括束流收集器中产生的低能中子。为了理解这些背景，我们研究了氦和氩填充电离室暴露于强中子通量从PuBe中子源（$E_n=1-10$ MeV）。这些源每秒发射大约10个$^8$中子。导出了每个入射中子在腔室气体体积中的离子对数目。虽然有限的精度，因为一个大的伽马射线背景的PuBe源，我们的结果是一致的期望，中子在腔室气体中纯粹弹性相互作用。
2004-05-05 hep-ex physics.acc-ph physics.ins-det
Cosmic Ray Test of Mini-drift Thick Gas Electron Multiplier Chamber for Transition Radiation Detector
在宇宙线测试系统中，对有效读出面积为10 $\times$ 10 cm $^{2}$、电离间隙为11.3 mm的厚气体电子倍增器（THGEM）室和两个常规气体电子倍增器（GEM）室进行了测试。厚的电离间隙使THGEM室成为小型漂移室。这种微漂移THGEM室被建议作为一个过渡辐射探测器（TRD）的一部分，用于识别电子离子对撞机（EIC）实验中的电子。通过该宇宙线测试，THGEM电离室在-3.65 kV下获得了大于94 $\%$的效率和220 $μ$ m的空间分辨率$\sim$。由于其出色的空间分辨率和厚电离间隙，THGEM室显示出出色的径迹重建能力。文中还介绍了THGEM腔的增益均匀性和稳定性。
2015-02-17 hep-ex 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
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
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
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
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
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
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
Observables for Recoil Identification in High-Definition Gas Time Projection Chambers
核反冲的定向探测在核物理和粒子物理中是广泛需要的。在低反冲能量下，这种能力可以用来确认暗物质信号的宇宙起源，穿透所谓的中微子层，或者区分不同的中微子源。气体时间投影室（TPC）可以在读出粒度足够高的情况下实现定向反冲检测，如当利用微图案气体检测器（MPGD）时的情况。这种探测器的一个关键挑战是识别和拒绝由探测器材料和环境中的放射性污染物的伽马射线引起的背景电子反冲事件。我们定义了新的观测值，可以区分电子和核反冲，即使在千电子伏级的能量，基于模拟电离的拓扑结构。我们进行了模拟研究，表明这些观测优于传统上使用的判别式，dE/dx，高达三个数量级。此外，这些新的可观测值即使在远低于10 keV的电离能下也能很好地工作，并且即使在方向性失败的情况下也保持稳健。
2021-09-17 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
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
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
Chamber Surface Roughness and Electron Cloud for the Advanced Photon Source Superconducting Undulator
电子云是为美国阿贡国家实验室的7-GeV电子同步辐射源--先进光子源（APS）设计的超导波荡器（SCU）中的一个可能的热源。在电子云产生中，为了理解次级电子成分，已经进行了广泛的研究，并且正在继续。然而，很少有工作已经做，以了解在加速器环境中的光电发射参数。为了更好地理解APS中的初级电子产生;使用澳大利亚光源同步加速器的光束线来表征Al APS真空室的两个样品。测量了样品的总光电子产额和光电子能谱。改变了四个参数：表面粗糙度，样品温度，入射光子能量，和入射光子角度，与他们的结果在这里。
2013-07-19 physics.acc-ph 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
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
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
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
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
Recovery of HADES drift chambers suffering from Malter-like effects
针对HADES漂移室因阴极丝沉积引发Malter效应而出现自持电流的问题，通过替换异丁烷为CO2并添加水实现恢复，实现稳定运行。
2024-03-18 physics.ins-det
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
Performance of a Radial Time Projection Chamber with Electroluminescence in Liquid Xenon
双相氙时间投影室（TPC）是研究暗物质和中微子物理学的一种领先的探测器技术。这种类型的探测器技术的成功依赖于它的能力，以检测两个主要的闪烁和电离信号的粒子相互作用在液体氙（LXe）。电离电子在气体氙（GXe）中转化为电致发光，其中单个电子在强电场中可以被放大超过100倍的光子数。在大直径TPC的小气体间隙中保持强且均匀的电场是具有挑战性的。一种替代的解决方案是直接在LiNbO3中产生电致发光以克服气隙均匀性问题。在这里，我们报告的设计和性能的单相径向TPC（RTPC），它可以创建和检测直接在发光二极管的电致发光。它通过在轴向中心使用单根导线来产生强电场，简化了LPETTPC的设计和操作。我们提出了这样的RTPC的性能，并讨论其潜在的应用局限性。
2022-02-09 hep-ex physics.ins-det
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
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
Development of a linac-based LEPD experimental station for surface structure analysis and coordination with synchrotron radiation ARPES
本文报道了基于直线加速器慢正电子束的LEPD实验站研发，该站可在数小时内获取高精度表面结构I-V曲线，并与同步辐射ARPES实现样品架兼容协同。
2025-01-03 cond-mat.mtrl-sci physics.acc-ph physics.ins-det
Devices for high precision x-ray beam intensity monitoring on BSRF
同步辐射具有高亮度、高偏振度、高准直度、低发射度和能量可调谐范围宽等特点，已被用作计量学中的标准源（1，2）。十年来，在北京同步辐射装置（BSRF）上对4B7 A进行了大量的定标工作（3，4）。对于校准过程，高精度的在线监测器是必不可少的。为了使测量不确定度控制在0.1%以内，我们研究了不同尺寸的平行稀有气体离子室，并采用不同的收集方法来监测束线的X射线强度。比较了两种离子室信号采集方法：静电计直接读取电流和信号放大采集计数。
2015-12-31 nucl-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
Proportional scintillation in liquid xenon: demonstration in a single-phase liquid-only time projection chamber
本文在小型单相纯液氙 TPC 中利用 83mKr 信号验证液相 S2 比例闪烁，测得最高 g2 增益及电子漂移、扩散参数，证明该类探测器可成功运行。
2024-09-18 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
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
Study of the single cluster response of a helium-isobutane drift chamber prototype using 8 keV X-rays
在漂移室内电离粒子产生的电子信号中识别单个团簇有望显著提高这类探测器在粒子识别能力和空间分辨率方面的性能。为了开发完善的集群识别算法，它是必不可少的测量室和它的电子单电离团簇的响应。这可以通过用X射线照射腔室来完成。我们在这里报告的研究上进行的漂移室原型的MEG-II实验在X射线设施的INFN弗拉斯卡蒂的国家实验室“XLab弗拉斯卡蒂”。该原型是操作与氦异丁烷混合物和仪表与高带宽定制前置放大器。本研究的结果已被用来开发一种创新的方法，聚类识别，维纳滤波技术的基础上。作为一个侧面的测量，我们还进行了研究的气体增益的配置，这是类似的MEG-II实验。
2014-10-31 hep-ex physics.ins-det
A Fast High-Voltage Switching Multiwire Proportional Chamber
一个名为DeeMe的新实验正在日本质子加速器研究综合体（J-PARC）进行准备，该实验旨在寻找灵敏度为$\mathcal{O}(10^{-14})$的$μ$ -e转换。它利用来自J-PARC快速循环同步加速器的高质量脉冲质子束。用于DeeMe的探测器必须在200 ns的时间宽度内容忍瞬时命中率高达70 GHz/mm $^2$的瞬发带电粒子的大脉冲，并且探测以微秒量级的延迟定时到达的单个电子。一种特殊的丝室已经开发出一种新的动态增益控制技术，减少空间电荷的影响。在本文中，我们详细介绍了新的探测器方案和操作验证。
2016-12-26 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Ion Chambers for Monitoring the NuMI Neutrino Beam at FNAL
主注入器（NuMI）光束线处的中微子将通过将一束介子聚焦到一个长的真空衰变体积中来提供强烈的μ介子中微子束。波束必须以1 mRad的角度精度转向明尼苏达州北部的苏丹地下实验室。我们已经建立了4个阵列的电离室监测中微子束的方向和质量。该阵列位于衰变体下游的4个站点，并测量介子衰变中伴随中微子产生的剩余强子束和第三μ子。我们将审查如何使用监视器进行光束质量测量，以及我们审查室的建设细节，辐射损伤测试，校准和测试光束的结果。
2004-05-05 hep-ex physics.acc-ph physics.ins-det
High Resolution Gamma Ray Detection in a Dual Phase Xenon Time Projection Chamber
双相氙时间投影室（XeTPC）作为一种有前途的直接探测暗物质的技术，正被一些实验所使用。我们报告的设计和性能的一个小的3-D敏感的双相XeTPC。探测器中心的位置分辨率为2 mm，受比例闪烁区网孔尺寸的限制。在0.5kV/cm的漂移场下，电离和闪烁信号的结合使662 keV γ射线的能量分辨率达到1.6%（σ /E）。这代表了液体氙探测器中实现的最佳能量分辨率。能量分辨率仅轻微地依赖于漂移场。对于100 V/cm ~ 2 kV/cm的漂移场，662 keV γ射线的能量分辨率（σ /E）优于2%。双相XeTPC具有高的位置和能量分辨率，在无中微子双β衰变探测和γ射线成像方面也有潜在的应用。
2013-12-03 hep-ex physics.ins-det
In-situ high voltage generation with Cockcroft-Walton multiplier for xenon gas time projection chamber
Tohoku University（东北大学）；Kyoto University（京都大学）；University of Tokyo（东京大学）；High Energy Accelerator Research Organization (KEK)（高能加速器研究机构 (KEK)）
本文提出利用科克罗夫特-沃尔顿乘法器在位生成高压，用于氙气时间投影室，提升其在高压力下运行的电子噪声抑制能力，并实现高能量分辨率。
2025-05-07 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
Correlated Single- and Few-Electron Backgrounds Milliseconds after Interactions in Dual-Phase Liquid Xenon Time Projection Chambers
我们的特点是单电子和少数电子背景下观察到的双相液体氙时间投影室的时间尺度大大超过最大漂移时间后的相互作用。这些仪器背景限制了探测器对暗物质和宇宙成因中微子的灵敏度。使用普渡大学的~ 150 g液体氙探测器，我们研究了122 keV $^{57}$ Co康普顿相互作用后产生的这些背景在不同探测器条件下的表现。我们发现，在相互作用后，单电子和少电子信号的速率随时间遵循幂律。我们观察到线性增加的提取字段，并在单电子背景增加漂移场的速率增加。将速率归一化为主要相互作用的测量电离信号，速率随相互作用的深度线性增加。我们测试的假设，红外光子（1550 nm）将刺激和加速电子发射通过光剥离杂质，但发现，即使是1瓦的红外线不能减少这些背景。因此，我们提供了一个表征，可以通知低能量罕见事件搜索的背景模型。
2021-07-12 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
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
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
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
Cryogenic loss monitors with FPGA TDC signal processing
辐射硬氦气电离室能够在真空中工作的温度范围从5 K到350 K已经设计，制造和测试，并将在费米实验室的超导辐射束测试设施的低温恒温器内使用。腔室容器由不锈钢制成，并且所使用的所有材料（包括密封件）已知是抗辐射的并且适合于在5 K下操作。这些电离室设计用于测量高达30 kRad/hr的辐射，灵敏度约为1.9 pA/（Rad/hr）。利用循环积分电流频率转换器测量信号电流，以实现低电流和宽动态范围所需的测量能力。采用基于FPGA的时间-数字转换器（TDC）来测量从循环积分器输出的脉冲之间的时间间隔的新颖方案，以确保快速的束流损失响应以及优于10位的电流测量分辨率。本文将描述所获得的结果，并强调所使用的处理技术。
2012-09-28 physics.acc-ph physics.ins-det
Measurement of Neutral Particle Contamination in the MICE Muon Beam
μ子电离冷却实验（MICE）正在卢瑟福阿普尔顿实验室（RAL）的ISIS质子同步加速器上进行，以测量μ子束的电离冷却。在最近的数据采集过程中，确定MICE μ子束中存在显著的中性粒子背景污染。这种污染会在MICE中产生不必要的触发器，从而降低运行期间获取的有用数据的百分比。本文介绍了使用飞行时间探测器进行的分析，用于测量和识别正负μ子束中的污染源。
2011-05-03 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
