基于MPPC的径迹探测器的性能研究

批准号:
11605220
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
28.0 万元
负责人:
吴智
依托单位:
学科分类:
A2804.粒子探测技术
结题年份:
2019
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
陈明明、王小状、李楠、罗凤姣
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中文摘要
半导体光电探测器近年发展非常迅速,某些方面已经具有超越传统光电倍增管的优势。多像素光子计数器(Muilti-pixel Photon Counter,MPPC)自2007年推出后,便受到广泛关注。本项目拟采用塑料闪烁光纤作为探测材料,MPPC作为光电转换单元,构建两个3mm*12mm*200mm位置分辨好于0.3mm的径迹探测器。通过实验和模拟相结合的方法,优化结构设计,提高探测器性能。通过对光纤定位工艺、光纤和MPPC性能测试等内容进行研究,为光纤探测器建造及MPPC应用的研究打下基础。
英文摘要
Silicon photomultipliers have been developed rapidly in recent years, the advantages of silicon photomultipliers has exceed that of traditional PMTs in some aspects. Since the advent of Muilti-pixel Photon Counter (MPPC) in 2007, the research has been reported widely. This work develops two 3mm*12mm*200mm scintillation fiber tracker modules with MPPC readout . The position resolution is expected to be better than 0.3mm. By combining the experiment and simulation results, optimize the layout of detectors and improve its performance. The positioning process of fiber, the characteristics of fiber and MPPC will be studied. This work can provide the bases for construction of fiber trackers and application of MPPC.
本课题主要研究基于MPPC的径迹探测器研究。探测器采用MPPC和塑料闪烁体条方案。其中MPPC的型号为滨松S13360 -3050CS,其光敏区域尺寸为3mm*3mm;塑料闪烁体尺寸为1cm*1cm*25cm,选取了圣戈班塑闪BC418和国产塑闪HND-S2进行对比。搭建了实验测试所需要的暗室,用于MPPC的性能测试,研究其时间性能和噪声幅度等信息。探测器触发系统准备了外触发和自触发两种方案,实际测试中可根据实验需求选用。探测器模块组装完成后,首先在外触发模式下调试探测器模块,确认其可以正常工作。随后在自触发模式下,利用宇宙线,对圣戈班塑闪和国产塑闪两种探测器模块进行了性能测试。测试结果表明,探测器模块双层排布,双端读出的情况下,圣戈班塑闪组合的时间分辨约为75ps,国产塑闪组合的时间分辨约为133ps。由于塑闪宽度为1cm,单层探测器模块排布时,根据平均分布的均方差公式,其对粒子的位置分辨为好于3mm;双层模块交错排布,等效塑闪宽度为0.5cm,位置分辨好于1.4mm;以此类推,多层探测器模块排布,等效塑闪宽度小于0.1cm时,该探测器阵列的位置分辨可好于0.3mm。该探测器阵列方案可根据需要,灵活排布,实现二维径迹探测,同时提供定时信息,可应用于测试触发系统、宇宙线探测、核医疗等研究领域。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
A study of aging effects of barrel Time-Of-Flight system in the BESIII experiment
BESIII机筒飞行时间系统老化效应研究
DOI:10.1016/j.nima.2017.11.024
发表时间:2017-04
期刊:Nuclear Inst. and Methods in Physics Research, A
影响因子:--
作者:H. H. Liu;S. S. Sun;S. S. Fang et al.
通讯作者:S. S. Fang et al.
Cosmic ray test for a compact Cherenkov T0 detector
紧凑型切伦科夫 T0 探测器的宇宙射线测试
DOI:10.1007/s41605-019-00154-z
发表时间:2020-03
期刊:Radiation Detection Technology and Methods
影响因子:0.6
作者:Zhiyan Cai;Zhi Wu;Yuekun Heng;Nan Li;Fengjiao Luo;Mengzhao Li;Wenlu Wei;Kaile Wen;Xiaoyu Yang;Meihang Xu;Yuman Wang;Baojun Yan;Shulin Liu
通讯作者:Shulin Liu
DOI:10.1007/s41605-017-0012-4
发表时间:2017-07
期刊:Radiation Detection Technology and Methods
影响因子:0.6
作者:Ying-Xiao Guo;Shengsen Sun;F. An;R. Yang;Ming Zhou;Zhi Wu;H. Dai;Y. Heng;Cheng Li;Zi-Yan Deng;Huai-min Liu;Wei-guo Li
通讯作者:Ying-Xiao Guo;Shengsen Sun;F. An;R. Yang;Ming Zhou;Zhi Wu;H. Dai;Y. Heng;Cheng Li;Zi-Yan Deng;Huai-min Liu;Wei-guo Li
The offline data quality monitoring of the BESIII end cap TOF system
BESIII端盖TOF系统的离线数据质量监测
DOI:--
发表时间:2019
期刊:Radiation Detection Technology and Methods
影响因子:0.6
作者:Ming-Ming Ma;Jing-Yi Liu;Shuo-Pin Wen;Sheng-Sen Sun;Chun-Xiu Liu;Yong-Zhao Sun;Zi-Yan Deng;Ye Yuan;Hong-Liang Dai;Zhi Wu;Yue-Kun Heng;Huai-Min Liu
通讯作者:Huai-Min Liu
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