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广西大掌硕士学位论文多路读出探测系统及其在 射线与宇宙线肚子

鏃ユ湡;2019-08-27  鏉ユ簮锛毼粗  浣滆咃細admin

  广西大掌硕士学位论文多路读出探测系统及其在 射线与宇宙线肚子描迹方面的应用第四章多路读出 系统在宇宙线 子描迹上的应用本章使用两个 探测器的望远镜系统 为中国科学院研究生院的研究生粒子物理实验课程设计制作了用于教学演示的宇宙线 子描迹仪。本部分工作由本人协助原子能院庞洪超完成 部分数据和图表由其提供

  广西大掌硕士学位论文多路读出探测系统及其在 射线与宇宙线肚子描迹方面的应用第四章多路读出 系统在宇宙线 子描迹上的应用本章使用两个 探测器的望远镜系统 为中国科学院研究生院的研究生粒子物理实验课程设计制作了用于教学演示的宇宙线 子描迹仪。本部分工作由本人协助原子能院庞洪超完成 部分数据和图表由其提供。本人主要参与了系统的组装联调 数据采集软件的调试改写以及实验测量数据整理工作 宇宙线 子宇宙线 子指原初宇宙线在距地面 的高空大气层中因各种次级作用而产生的高能 实验室中常用来测量多层探测器的性能。宇宙线子在穿过大气的过程中损失部分能量 到达地面时平均能量约为 与气体相互作用能损处于最小电离区域。 子通量随天顶角 的分布符合 函数 其中 为粒子入射方向与地面垂线的夹角。垂直入射到地面的 子通量为 宇宙线 子描迹仪宇宙线 子描迹仪的结构原理如下 分为探测器部分 电子学读出部分和 机内的数据处理软件部分 广西大掌硕士学位论文多路读出探测系统及其在 射线与宇宙线口子描迹方面的应用 探测器宇宙线“子描迹仪使用上下两个探测器 间距 组成的望远镜系统进行观测 所用探测器为双层 漂移区 。读出部分为 读出。每片尺寸为 之间间距 上下两个肼探测器组成的望远镜系统 气体经两级减压阀降至约一个大气压通过流量计调节流量后并联进入两个探测器气室。通过气室后 经过灌有硅油的气泡瓶排到房间外。两个气体腔室尺寸均为 。减压器客翮翮 装置气路图广西大学硕士掌位论文多路读出 探测系统及其在 射线与宇宙线 子描迹方面的应用前置放大器为避免空间干扰 路阳极 通过短的同轴电缆与前放相连。前放使用 快电流放大器共 噪声水平折合到输入端约引入探测器及电缆后噪声会增大串扰的邻道信号约为输入信号的 一般与噪音水平相当 在选择 卡阈值时要考虑。 薯黎广西大学硕士掌位论文多路读出探测系统及其在 射线与字宙线口子描迹方面的应用 电子学读出前放输出的多路信号需要经过成型、甄别以及模数变换后方能送入 机进行分析记录。在宇宙线肛子描迹仪中 这部分功能由甄别成型移位寄存器型的数据读出板和单片机相互配合实现。 路输入图 电子学读出原理图 输出数据读出板兼有甄别成形和移位寄存的功能将过阈 阈值电压由外加供阈电源经电阻分压后提供 分压电阻大小见下图 路前置放大器的信号通过甄别器转换成数字脉冲信号送入移位寄存器同时可以给出输入信号的 信号作为系统触发。单片机 单片微型计算机的简称 将大量外围设备和 集成在一个芯片中的处理器 收到 信号后 提供移位读出触发信号 以及移位寄存器所用的时钟信号 读出板将移位寄存器中的信号进行移位输出 由单片机转换成数据输入 广西大学硕士学位论文多路读出探测系统及其在 射线与宇宙线口子描迹方面的应用 数据获取软件宇宙线 子描迹仪使用 程序进行数据获取与处理。 程序根据单片机送来的读出信号 的击中情况在线显示在立体图上如果上下两层均有 信号 则将两点连线得到肛子的穿过径迹。图 系统探测到的“子径迹 软件记录运行期间每分钟上层、下层产生信号的次数以及符合数存入磁盘。系统每次触发时的电子学各道信息存入另一个文件。 测量结果及讨论给系统加电压 。连续测量分钟 得到上层计数率 下层计数率 符合计数率 广西大学硕士掌位论文多路读出探测系统及其在 射线与宇宙线口子描迹方面的应用 对于两个探测器组成的望远镜系统其接受到的总 子数可由望远镜系统接受度 乘以 子通量 。确定。当上下探测器均为矩形时 接收度 可由下式得到 分别为探测器的长宽为上下探测器问的距离。 探测器尺寸为 上下间距为 从而得到接受度 又知北京地区海平面宇宙线 子通量为 计算得到探测器系统的计数率应为。进一步考虑宇宙线 子按天顶角分布 望远镜系统能接受到的天顶角小于 子占全部约故系统计数率应为 。与理论计算相比 实验值得到的宇宙线 子计数率偏少 是由于上下两探测器公用一个阈值 使得其中一个探测器计数偏小所致。 小结设计搭建了双探测器望远镜系统 成功探测到了宇宙线 子信号 通过软件实现了宇宙线 子描迹功能。该描迹仪已应用于 两年的实验课程教学当中。广西大学硕士学位论文多路读出 探测系统及其在 射线与宇宙线“子描迹方面的应用第五章总结与展望 具有信号上升快 时间为数纳秒到数十纳秒 承受的束流强度强 位置分辨率达亚毫米的特点。利用这些特点 本论文主要进行了以下工作 使用电流读出的 探测系统在 光机上进行 射线强度测量以及多路成像试验 探讨了基于 的探测系统测量光强空间分布的可行性 为北京同步辐射 设计制作一维弧形无像差 射线衍射仪 搭建教学实验用宇宙线 子描迹仪。在光源强度高且时间结构规则的实验里使用电流读出方式可以发挥 的优点。棋盘式空间测量。 路的简单的多路成像试验验证了电流读出方式探测系统上有成像效果 对光强的棋盘式空间测量和角分布测量对比实验验证了用于角分布测量的多路一维探测系统的合理性。进行了一维弧形无像差 射线衍射仪的设计搭建 使用其中的 路电流读出 探测器以及电子学读出系统在强流 光子 下工作良好探测器增益随 上下表面电压差指数增长。测量了探测系统动态范围约在 个数量级 衍射仪角分辨可达到 。。实现了宇宙线缪子径迹的在线事例显示。制作的基于 的宇宙线 子描迹仪已应用于 两年的研究生实验课程教学当中学生反映良好。进一步的工作可以从以下几个方面进行 深入探讨并理解强流下漂移电场对位置分辨的影响 并选择不同的漂移区深度试验 在保证实验所需探测效率同时使无像差衍射仪达到更好的空间分辨。 接入多块弱电流读出板 实现 路电流读出。完成衍射图像测量。参考文献【 鹏同步辐射探测器的应用与发展物理 广西大学硕士掌位论文多路读出探测系统及其在 射线与宇宙线口子描迹方面的应用 一种优化厚度的厚型气体电子倍增器的研制与性能研究及其应用【博士学位论文】保存地点 中国科学院研究生院 粒子探测器与数据获取北京 科学出版社 】刘粤衷刘平安射线衍射分析原理与应用 北京 化学工业出版社 高能物理所物理二室高能物理与核物理 广西大学司旺 学位论文多路读出 探测系统及其在 射线与宇宙线 子描迹方面的属 景致谢三年的研究生学习生涯 感慨良多。作为一名电气工程专业毕业的工学学士 我是怀着中学时代对物理学的挚爱 同时凭着中学时代参加物理竞赛的物理基础 进入广西大学物理系攻读物理学硕士的。在基础课程学习及专业科研实践中 遇到的困难是可想而知的 而困难所激发的学习斗志 也将是我终生受用的。感谢众多优秀师长的悉心指点 感谢背后科研团队的全力支持。感谢母校及中国科学院研究生院 为我学习物理基础理论提供了便利的学习条件 也为我进行科研实践提供了良好的工作环境。感谢我的导师阮向东教授 以严师的要求 使我的学习有了长足的进步 以慈父的关爱 使我的生活如沐春风。为我圆了学习钻研物理学的梦想 使我可以在物理学领域里自由驰骋。感谢我的导师郑阳恒教授 以治学的严谨 教我们树立对科学的敬畏之心 建立起组里良好的讨论气氛 使我们的思维更加活跃 注重学生全面发展 让我们的基础更加扎实 放手让学生做事给予锻炼机会 让我们的潜能得以发挥 解决学生生活困难 让我们再无后顾之忧。感谢我尊敬的谢一冈研究员 以他的平易 教我如何做人 以他的缜密 教我如何做事 以他的严谨 教我如何治学 以他的渊博 教我如何开阔 以他的经验 教我少走弯路。感谢我尊敬的刘宏邦师兄 是我进行探测器研究的入门指导 教我很多探测器知识和相关的试验方法 在自己繁忙的工作中抽出空来 和我进行实验思路讨论并加以指点 也是我的论文写作指导 各方面给予我极大的帮助。以他的实际行动 让我知道了什么叫无私。感谢我尊敬的刘倩师兄 在实验方法上给予了中肯批评和有效指导 在实验数据处理分析、电子学方面给予的热心帮助。感谢高能所探测器二组的谢宇广、俞伯祥老师和章爱武师兄在探测器实验方面的指导。感谢原子能院庞洪超和中科院研究生院徐庆年在宇宙线 子描迹仪方面所做的工作。感谢同步辐射漫散射站的王焕华老师和陈雨老师提供实验条件及测量样品 以及在

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