博士论文-BESⅢ量能器建造及试验束多粒子位置探测器研制

CORC > 高能物理研究所 > 中国科学院高能物理研究所 > 实验物理中心 > 学位论文和出站报告

题名	博士论文-BESⅢ量能器建造及试验束多粒子位置探测器研制
作者	俞伯祥
学位类别	博士
答辩日期	2010
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	量能器试验束 ICCD 多粒子位置探测器 BGO量能器
学位专业	粒子物理与原子核物理
中文摘要	本论文包括两部分内容：北京谱仪（BESⅢ）量能器（EMC）的建造和试验束多粒子位置探测器的研制。; 电磁量能器是BESⅢ一个重要的子探测器, 它的主要功能是对e+e-反应末态的电子和γ能量作精确测量。经过精心的设计和深入的模拟研究，BESⅢ电磁量能器被确定为采用CsI(Tl)晶体为探测材料的全吸收型电磁量能器，并工作于1T的磁场中。BESIII的物理目标要求其量能器具有很好的能量分辨（2.5%@1GeV/c）和位置分辨（0.6cm@1GeV/c）以精确测量电子和光子的能量，同时能在BEPCII预期本底计数下稳定运行。BESIII量能器分为桶部和端盖两部分，共使用了6240个CsI(Tl)晶体探测单元。; 为保障BESIII量能器的物理性能，对量能器的各个部件（CsI(Tl)晶体、硅光二极管、前置放大器等）进行了一系列的测试。结果表明绝大部分部件的性能指标满足设计要求，对少数达不到要求的部件进行了维修或退货处理。在单元模块组装完成后，进行了宇宙线实验和阵列的束流测试。为了保证电磁量能器安装后的正常工作和优良性能,并为以后的运行取数提供准确可靠的刻度参数, 建立了一整套测试安装的流程和方法。这其中LED光脉冲快速检测的方法成功地检测出了有问题的晶体探测单元，保证了安装的质量。投入运行后分析结果表明，BESIII量能器具有很好的性能：电子的能量分辨可以达到2.4%@1GeV/c、位置分辨好于0.5cm@1.8GeV/c；中性径迹探测精度达到0.5%；晶体阵列沉积能量与入射电子能量之间为线性关系。; 同时，本文中详细介绍了BEPC试验束E3束流线的情况，在电子束打靶产生混合粒子束流后，E3束通过2Q2D 的磁谱仪系统对次级粒子进行动量选择，然后利用闪烁计数器与气体阈式契仑科夫计数器符合选择电子，反符合选择π介子和p，离线分析中通过飞行时间谱区分π介子和p，利用3个多丝正比室阴极条感应信号判选出单粒子事例和确定粒子位置，最终为被测探测器提供已知粒子动量、类型及其入射位置和角度的单粒子事例。由于在BESIII量能器的束流实验过程中发现多丝正比室对双粒子及多粒子事例的鉴别能力比较弱，在单粒子事例判选结果中大概混淆有12%左右的双粒子事例。为了提高E3束单粒子事例的选择效率、粒子定位精度以及单双粒子的鉴别能力，计划用ICCD读出的闪烁屏探测器代替现有的多丝正比室。本论文对ICCD读出系统、多种作为发光屏探测器的验证进行了详细的描述。经过一系列的研究，最终选择了CsI(Na)晶体阵列屏作为发光探测器，并初步达到了粒子定位和多粒子分辨的要求。论文中还详细描述了用于验证单双粒子的BGO量能器的研制以及它束流实验，结果表明BGO量能器完全具备双粒子鉴别的能力。
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/311005/209828]
专题	实验物理中心_学位论文和出站报告高能物理研究所_实验物理中心
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	俞伯祥. 博士论文-BESⅢ量能器建造及试验束多粒子位置探测器研制[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2010.