| 题名 | 博士论文-BESⅢ电磁量能器的CsI(Tl)晶体性能测试与研究 |
| 作者 | 尚雷 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2006 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 吕军光 |
| 关键词 | 北京谱仪 电磁量能器 CsI(Tl)晶体 辐照损伤 发光不均匀性 能量分辨率 能量线性 |
| 学位专业 | 粒子物理与原子核物理 |
| 中文摘要 | 北京正负电子对撞机（BEPC）及其探测器-北京谱仪（BES），自1989年建成以来，在2-5GeV这一能区已成功地运行了12年，取得了重要的物理成果。如今，原来的加速器和探测器已经不能满足进一步探索这一领域前沿课题的需要，为此对正负电子对撞机和探测器进行全面的升级改造，即BEPCⅡ和BESⅢ。; 电磁量能器(EMC)是BESⅢ的重要子探测器之一，其主要目的和任务是测量正负电子对撞后末态中的带电粒子和中性粒子的能量。本文是在EMC设计制造过程中完成，介绍了EMC的总体设计，包括CsI(Tl)晶体的选择，EMC性能的优化，电子学系统以及EMC的结构和组装。重点针对EMC所使用的CsI(Tl)晶体的辐照损伤性能，发光强度和发光不均匀性进行研究和测试。; 由于BEPCⅡ的亮度可达到1033数量级，对于探测器的辐射强度也大大增加，CsI(Tl)晶体在较大剂量的辐照下发光性能会下降，因此量能器的运行寿命也受到影响。本文对于CsI(Tl)的辐照性能作了测试，利用60Co放射源辐照CsI(Tl)晶体研究测量其辐照性能的变化，对于预测EMC的运行年限和提高EMC性能具有重要的作用。作为BESⅢ-EMC建造过程的一个重要环节，实验伴随着晶体的生产过程，持续了3年多的时间。总计辐照了200余块CsI(Tl)晶体的样品，保证了BESⅢ的所有晶体的辐照性能。本文重点介绍了CsI(Tl)晶体的光输出强度和不均匀性的宇宙线测试。由于晶体的光输出和不均匀性对量能器的能量分辨率和能量线性等运行参数有较大的影响，因此在组装前进行测试是十分重要的。既保证了电磁量能器组装前的部件正常工作，同时又测量了晶体的光输出强度和不均匀性两个重要的参数，作为量能器运行时刻度的初始值。 首先介绍了一套简单的宇宙线定位和测量装置，利用波移剂光纤引出闪烁光的连接方式，和编码的方法进行宇宙线的定位。这套装置是自行设计和组装的，成功地对BESⅢ量能器所有的桶部CsI(Tl)探测单元进行了宇宙线测试。 得到了每个探测器单元的发光强度和光输出不均性参数。 另外，利用MC模拟的方法，研究了晶体光输出不均匀性对量能器能量分辨率和能量线性的影响。并探讨了一种可行的方法，对晶体的发光不均匀性进行刻度和修正，以提高BESⅢ电磁量能器的能量分辨率和能量线性。 ; 论文的最后对BESⅢ电磁量能器的模型（6*6块CsI(Tl)晶体阵列）进行了束流测试，目的是在于测试BESⅢ-EMC模型的能量分辨率，时间信息，以及电子学系统等。并研究了对晶体的刻度方法。实验室在高能物理研究所试验束组的E3束流平台上完成，得到了CsI(Tl)晶体阵列的能量分辨率，空间分辨率等信息。研究了每个探测单元信号的时间信息，可以在将来的运行中通过时间信息来排除大量的噪声信号。由于实验条件的原因，最终的实验结果没有达到预期的目标。目前正准备进行下一轮的实验。; 论文是在BESⅢ电磁量能器的设计和制造过程中完成，截止如今，电磁量能器的制造组装还没有结束，因此很多工作都是与整个工程的进度相联系。 |
| 语种 | 中文 |
| 学科主题 | 粒子物理与原子核物理 |
| 公开日期 | 2016-02-25 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.ihep.ac.cn/handle/311005/209825]  |
| 专题 | 实验物理中心_学位论文和出站报告 |
| 作者单位 | 中国科学院高能物理研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 尚雷. 博士论文-BESⅢ电磁量能器的CsI(Tl)晶体性能测试与研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2006. |
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