基于微结构气体探测器的粒子鉴别的研究.pdf

分类号：+2 密级：公开


研 究 生 学 位 论 文


论文题目（中文） 基于微结构气体探测器的粒子鉴别的研究
Study of the discrimination of particles
论文题目（外文）
based on micro pattern gaseous detectors
研究生姓名 赵圣鹰
学科、专业 物理学·粒子物理与原子核物理
研 究方向 核探测器模拟与实验
学 位 级 别 硕 士
导师姓名、职称 胡碧涛 教授
论 文 工 作
起 止 年 月 2014 年 09 月至 2017 年 05 月
论文提交日期 2017 年 05 月
论文答辩日期 2017 年 06 月
学位授予日期 2017 年 06 月



校址：甘肃省兰州市
原 创 性 声 明
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论文作者签名： 日 期：
基于微结构气体探测器的粒子鉴别的研究
摘 要
微结构气体探测器广泛地应用于各种粒子物理与核物理领域的实验研究以
及核技术应用之中，径迹探测技术和宇宙射线、快中子成像技术都面临着粒子鉴
别的问题，因此我们探索通过对不同信号时间信息的分析，进行信号鉴别的技术。
首先，我们基于三层 GEM 进行了鉴别 X 射线和宇宙射线的实验。实验结果表
明利用时间信息可以鉴别出 97%的 X 射线及宇宙射线 μ 子，证实了利用时间信
息鉴别粒子的可行性和有效性。这个方法可以推广到带电粒子与光子的鉴别上。
利用这个方法可以提高探测数据的质量，提高径迹探测的精确度。其次，我们设
计了双层 GEM 与 Micromegas 级联的新型混合式微结构气体探测器来提高粒子
鉴别能力，通过 Garfield++软件对设计的探测器进行了性能模拟。模拟结果表明，
新型探测器不仅可以大幅度降低信号的上升时间提高粒子鉴别能力，而且在时间
空间分辨上也优于三层 GEM 探测器，还可以减小 Micromegas 打火率及正离子
反馈，是一个易于制造且极具发展潜力的新型微结构气体探测器。

关键字：微结构气体探测器，信号时间信息，粒子鉴别

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STUDY OF THE DISCRIMINATION OF PARTICLES
BASED ON MICRO PATTERN GASEOUS DETECTORS