Micromegas探测器

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1、本科毕业设计论文题目专业名称学生姓名指导教师毕业时间摘要Micromegas探测器(MieroMeshGaseousStructure)是上世纪九十年代中期由法国saclay小组研制的一种平行板结构气体探测器。该探测器采用微网(Micromesh，协m量级厚度)把灵敏区域分成不对称的两区:漂移区(driftg即s或eonversionspaee，3一10mm)和放大区(amplifieationgaps，100林m量级)。工作时漂移区内的电子穿过微网到达放大区发生雪崩，并通过相应的电极进行信号收集。Micromegas探测器具有高计数率、

2、高增益、良好的时间分辨和位置分辨、优良的抗辐照性能等一系列优点。另外，Micromegas探测器采用成熟的微电子技术和精细加工工艺，使其具有成本低廉、大灵敏面积而且读出方便等优点。这些优点使Mieromegas探测器便于与不同转换体连用以达到不同探测目的。针对Mieromegas探测器的工作性能，本文从两方面进行详细的分析和研究:物理特性模拟和研制测试。在模拟方面，用AnsoftM~ell3D电场计算软件与Garfield程序包相结合，对Micromegas探测器的物理性能进行模拟研究。主要包括以下几方面:利用AnsoftMaxwell模拟了三维电场分布情况;利用Gar

3、field程序包不仅计算了Ar/CO:不同比例混合的气体条件下漂移速度，扩散系数等参数，还模拟了时间分辨、位置分辨等探测器的性能。这些模拟结果可以帮助我们深入了解Mieromegas的工作原理，从而给实验提供了有益的参考。关键词:Micromegas;X射线源;性能;模拟AbstraetInthebeginningofthe1990decade，MicromegasdetectorhadbeendeveloPedbyY.GiomatarisandG.CharpakinSaelaygrouPofFreneh.ItbelonMPGD(MieroPattemGaseousDe

4、tectors).Mieromegasdeteetor15averyasmetritwarallelPlateavalaneheehamber.ftusesathinmctalgridtoseParatethedrift。regionwherethePrimaryeleetronsareProdueedfromtheamPlifieationregion(一100pmthiek)wheretheyaremultiPlied.fthasshowngreatPromiseforhandlinghighdatarateswitharatherloeoststrueture.I

5、teanProvideverygoodgasgain，sPaceresolutionandtimeresolutionwithsmalldeadsPaeestoo.50it15widelyusedinanyranchofnuclearPhysiesexPeriments，themedicineimaging，andthelike.InourgrouP，wedeveloPedthefirstmciromegasdetectorinChina.ThePerformaneeofMicromegas15studiedbythe3DsimulationandtheexPerime

6、ntscarefully.Keywords:Micromegas;Performanee:simulation;exPeriment;X一ray第一章引言本工作致力于研制能够满足兰州大学中子成像设备所需要的Micromegas探测器。中子成像是一种与x射线成像互补的无损探测技术，在国际上经过多年的发展，现在己经应用于多种领域的研究，在发达国家也成为航天航空领域标准的无损检测手段。难以实现高分辨率的中子位置测量，导致中子成像在国内的应用开展缓慢，一定程度上限制了国内无损检测技术的发展。Micromegas探测器不仅具有高计数率(对于光子为1沪·mm一2·s一1)、良好的位

7、置分辨(<100林m)、高增益下长期稳定的工作性能以及很好的抗辐照性能[2，3]等特性;相对于半导体探测器，它还具有低廉制作成本和易于工艺加工的特点。因此国际上有诸多小组在研制以Micromegas探测器为基础的中子成像设备。鉴于此，兰州大学核科学与技术学院开展了Micromegas探测器在快中子成像系统中的应用研究。对粒子跟踪系统要求新型的气体探测器。这类气体探测器特点为高的计数率、好的探测效率和强的抗辐射能力;同时，在端情况下物理研究也要求气体探测器具有很好的信噪比特性。另外，人们也希望在保留气体探测器(如MWPC)的优越性基础上，改