摘要：时间投影室是一种广泛应用于大型物理实验的粒子鉴别探测器,它通过粒子径迹产生电离电子的漂移时间和漂移方向的投影位置确定径迹三维坐标,具备较好的能量分辨和很高的位置分辨能力。自时间投影室被发明以来,已广泛应用于国外的大科学实验装置上,在对撞机和固定靶实验等方面均发挥了很大的作用。虽然国内的科研机构在早期对时间投影室进行过一些初步研究,但由于技术的限制并没有展开过很多应用。近十年间,伴随着锦屏地下实验室的PandaX-Ⅲ实验的开展、东莞中国散裂中子源等一批科研装置的落地、环形正负电子对撞机的概念设计完成,时间投影室作为主径迹探测器在这些实验中承担了很大一部分工作,并已进行了更多的研发和使用。现阶段有必要对时间投影室在国内外的具体应用与发展进行梳理,本文先梳理出时间投影室的发展历史、工作原理和现状以及时间投影室上核心读出探测器的发展,然后介绍时间投影室在国外大科学实验装置上的应用和最新进展,最后给出时间投影室在国内科研项目上的应用。以此为时间投影室下一步的研发与应用奠定基础。

摘要：为实现紧凑、轻量的目标,采用128路二维条读出的光刻一体化微结构探测器作为时间投影室的核心读出探测器,并对该探测器的工作条件和性能进行研究。该时间投影室的灵敏体积为10cm×10cm×8 cm,总质量小于2.5 kg,探测器雪崩区厚度为100μm。为在保证时间投影室密封性的同时减小其总质量,采用双重嵌套结构低物质量腔室和法兰环式设计。通过引入共模扼流环减小探测器成像中的噪声幅度,消除成像中的噪点以及各路信号的周期性噪声。当腔室中工作气体为93%Ar+7%CO_(2),流速到达0.6 L/min时,测得α粒子的径迹。测试结果与Geant4软件的模拟结果显示出较好的一致性,验证了该时间投影室具有较佳的粒子径迹探测能力。