摘要：讨论了北京谱仪(BESⅢ)飞行时间探测器(TOF)前端电子学的物理需求。因光电倍增管信号为前端电子学实际使用,而以光电倍增管信号作为信号源测试电子学性能是一种方便易行的方法,所以本文采用光电倍增管信号作为信号源测试电子学的性能。测试结果表明现行设计的电子学性能已达到BESⅢ飞行时间探测器对电子学的预期目标。

摘要：在气体探测器研究中,利用266 nm紫外激光的双光子电离物理机制使气体电离产生可测量的信号,是一种重要的标定方法.随着微结构气体探测器(MPGD)的不断发展,用紫外激光标定来实现较高精度位置分辨率成为了一种研究需求,对此有两个关键技术问题需要解决:实验研究激光可测信号大小以及激光指向精度.分析和模拟计算了紫外光电离信号大小和激光调光误差,基于微结构气体电子倍增器探测器与266 nm波长激光束,在工作气体Ar/CO_2(70/30)中,测量了不同光斑面积与输出信号的关系;设计和研制了紫外激光调光系统,实验测量了紫外光调光偏差.模拟结果与实验结果对比分析表明:紫外激光束作用于气体探测器,探测器增益在5000,前放增益为10 mV/fC时, 6 mm读出条宽输出信号幅度约400 mV;在探测器内传播距离为400 mm时,较短时间内(10—20 min)实验调光指向精度可以保证小于5′,引入z向偏差最大可以达到0.33 mm,对应z向漂移速度的测量相对误差为6.4×10-4.该研究为MPGD与紫外激光标定实验设计提供主要的设计参考.

摘要：中国散裂中子源需要建设一台多功能反射谱仪中子探测器,满足在10年运行期间内,50%(@2A)以上的探测效率、好于2 mm的二维位置分辨、200 mm×200 mm的灵敏面积、3倍的n/γ分辨能力及良好的二维成像性能.基于此要求,探测器因此采用基于高气压~3He气体的多丝正比室,并以满足反射谱仪的探测效率、位置分辨、长期稳定工作和n/y分辨能力为目标进行探测器的设计.本文经过模拟和实验计算得出:以9 mm厚的铝合金入射窗、铝丝密封的高气压腔体和6 bar^3He+2.5 bar C_3H_8的工作气体的设计,可满足探测器对2 A中子10年运行期间内54%以上的探测效率要求;探测器对中子的位置分辨可达到1.4 mm左右;设计的气体净化系统,拥有2 L/min的气流速度可有效去除探测器内的负电性杂质气体,气体循环净化后可提高探测器约27%的气体增益,保证探测器长期稳定的运行;通过对^(252)Cf中子源的能谱测量和成像测量,得出探测器的n/γ分辨能力在5倍以上和均匀的成像结果.研制的探测器满足反射谱仪需求,并已在中国散裂中子源反射谱仪靶站就位联调.

摘要：中国散裂中子源将建设一台基于~3He气体的二维多丝室,作为多功能反射谱仪束线的中子探测器.基于已有的研究,为优化选择二维多丝室探测器的丝结构,本文研究了三种不同的丝结构,并采用重心读出方法和数字读出方法进行了探测器的性能测量,得到了满足多功能反射谱仪探测器需求的读出方法.实验结果表明:对同种丝结构的二维多丝室探测器,重心读出方法的位置分辨和成像性能都好于数字读出方法;基于重心法读出的多丝室探测器位置分辨率可以达到约160μm,基于数字读出方法的多丝室探测器位置分辨率可以达到约400μm.优化设计的丝结构为:基于重心读出法的阳极丝间距1.5 mm、读出通道间距4 mm,基于数字读出法的阳极丝间距1.5 mm、读出通道间距2 mm.优化设计的丝结构均能满足谱仪的位置分辨要求.

摘要：为研究江门中微子试验(JUNO)光电倍增管(PMT)玻璃壳在温度载荷下的应力分布,以避免玻璃壳发生脆性破坏,对不同灌封胶材料下的玻璃壳热应力进行有限元模拟分析。采用正交试验方法,选取灌封胶材料属性参数中的弹性模量、泊松比和热膨胀系数作为研究因素,建立L25(53)正交表并得到25组数值模拟方案。对数值计算结果进行极差和方差分析,结果显示影响设计指标的主要因素为弹性模量和热膨胀系数,次要因素为泊松比。弹性模量对玻璃壳热应力有显著影响,热膨胀系数对玻璃壳热应力有一定影响,泊松比对玻璃壳热应力无显著影响。对各因素水平的算术平均值进行曲线拟合,提出基于拟合函数解析解的敏度分析方法来得到设计指标对各因素的敏感程度。结果表明,玻璃热应力对不同灌封胶材料的各参数敏感度不同。实际工程可针对最大敏度参数进行材料的改性工作,从而使得灌封胶材料的选用和改性更具有针对性和方向性,研究结果对实际工程具有极强的指导意义和参考价值。

摘要：应相关建设安评、环评、稳评以及职业健康评估的要求,电子加速器设计过程中即应对其辐射情况进行分析。针对电子能量为40~95 MeV可调的光阴极微波电子枪直线加速器,对其辐射源项进行分析,并讨论了可能的辐射防护措施的效果。采用蒙特卡罗软件FLUKA对电子束流和加速器进行建模,通过模拟计算发现,加速器产生的等效剂量分布主要位于废束桶中,废束桶以外辐射剂量迅速下降,在电子加速器实验大厅四周设置混凝土墙体的情况下辐射等效剂量率将随墙体厚度迅速下降。若混凝土墙体厚度设置为1 m,则墙体外工作人员所在区域辐射等效剂量率不高于1μSv/h量级,能够有效屏蔽加速器产生的电离辐射,给工作人员提供有效防护。研究方法及结果对同能区同类型加速器建设中的辐射分析及辐射防护评估具有一定的参考价值。

摘要：针对面向暗物质直接探测的t级原型液氩探测器的信号读出需求,本文设计了1套基于高速、高精度波形数字化技术及PXI Express高速仪器总线技术的读出电子学系统。该系统采用多个波形数字化模块和1个全局触发模块,实现单机箱40路光电倍增管信号的同步采集。系统具有很好的灵活性和可扩展性,通过将多个机箱的触发模块级联可进一步将系统规模扩展至数百通道。该系统研制完成后,配合1个10 kg级的小型液氩探测器开展了单光电子标定和放射源联调测试。通过放射源测试,获得了高质量的液氩探测器闪烁光信号波形。利用脉冲形状甄别算法,可清晰区分核反冲事例和γ事例,初步结果表明,在80~240 pe(光电子)信号幅度范围内的17万个事例中,没有电子反冲信号被误判为中子信号,验证了读出电子学技术路线和设计方案的可行性。

摘要：介绍了BESⅢ触发系统高精度事例时刻标定插件的设计与实现,该插件可对触发系统产生的好事例判选信号L1*打上精确的时间标签。插件采用GPS授时方案;支持VME总线读写操作及CBLT在线数据读出;所有逻辑功能在FPGA中实现。最后给出了时间标签信息的输出结果,插件的设计达到了预期的设计目标。

摘要：近年来,多种先进粒子探测器系统开始使用专用集成电路芯片(ASIC),芯片的性能对探测器整体性能起着重要作用。论文设计了一种多通道核(粒子)探测器读出芯片,每个通道包含前放、成形、峰值保持等完整读出结构,同时也设计了每个模块单独使用的版本。其信号处理流程为低噪声前置放大器对信号先进行积分预处理,然后送入滤波成形电路形成准高斯型脉冲,峰值保持模块探测并保持其峰值供读出。芯片分立模块目前已完成大部分测试,工作正常,六通道完整芯片也准备与实际探测器联调试用。

摘要：介绍了一款针对散裂中子源通用粉末衍射谱仪的读出电子学系统[1]所设计的ASIC芯片MPR2。该芯片包含模拟和数字两个部分。模拟部分集成了64通道,是对针对MAPMT设计的芯片MAPMTROC[2]的升级。每个通道包含基于电流传输器的前置放大器、RC积分电路、CR-RC积分成形电路以及比较器等部分,分别实现增益调节、积分、积分成形和甄别输出等功能。数字部分将模拟输出的甄别结果进行并串转化后输出。要求芯片能够有效地甄别中子和γ信号,并给出中子信号的时间和位置信息。