lhaaso n.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
LHAASO 项目电磁粒子探测器实验研究 进展 PowerPoint Presentation
Download Presentation
LHAASO 项目电磁粒子探测器实验研究 进展

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 16

LHAASO 项目电磁粒子探测器实验研究 进展 - PowerPoint PPT Presentation


  • 255 Views
  • Uploaded on

LHAASO 项目电磁粒子探测器实验研究 进展. 盛祥东 中国科学院高能物理研究所 2014 年 4 月 21 日 高能物理学术年会 武汉. 内 容 KM2A-ED 的实验要求 ED 优化设计与性能研究 原型 / 定型阵列实验进展 总结与展望. KM2A-ED 的实验 要求. KM2A 研究 目标 : ( 1 )发现河内宇宙线源 ; ( 2 )北天区扫描研究高能伽马辐射( 10TeV— PeV ) ;对 河内 50TeV γ 源的灵敏度达到 1%Crab ( 3 )宇宙线物理( 几十 TeV —100PeV )等. KM2A 实验阵列:

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'LHAASO 项目电磁粒子探测器实验研究 进展' - dima


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
lhaaso

LHAASO项目电磁粒子探测器实验研究进展

盛祥东

中国科学院高能物理研究所

2014年4月21日

高能物理学术年会 武汉

slide2

内 容

KM2A-ED的实验要求

ED优化设计与性能研究

原型/定型阵列实验进展

总结与展望

slide3

KM2A-ED的实验要求

  • KM2A研究目标:
  • (1)发现河内宇宙线源;
  • (2)北天区扫描研究高能伽马辐射(10TeV—PeV);对河内50TeV γ源的灵敏度达到1%Crab
  • (3)宇宙线物理( 几十TeV—100PeV )等

KM2A实验阵列:

(1)5635个ED;(间距15米)

(2)1221个MD (间距30米。总面积超过4万平方米);

(3)探测器呈品字型均匀分布在半径为635米的区域内。

slide4

ED探测原初粒子引发的EAS前锋面上的次级粒子数密度和到达时间的信息。ED探测原初粒子引发的EAS前锋面上的次级粒子数密度和到达时间的信息。

  • ED的实验指标要求:
    • (1)电磁粒子:μ±、e±、γ。覆盖5mm铅板,阈能5MeV以上。
    • (2)有效面积:1m×1m;。
    • (3)探测效率:>95%;
    • (4)探测粒子数动态范围:25%@单粒子 — 5%@10000个粒子;对应的光电子数范围:20p.e. ~ 2×105p.e.
    • (5)时间分辨:<2ns;
    • (6)单道计数率: < 1.5kHz@4×105;
    • (7)高海拔野外运行( 0.6atm, 年温差变化:±25℃;紫外线辐照强度大),超过10年的使用时间等。
  • ED研究内容:
  • (1)各组分的选型;
  • (2)组装工艺与性能稳定性;
  • (3)阵列实验的运行与数据分析等
  • 当前目标:优化完善ED设计,达到LHAASO项目初步设计报告的要求,为未来工程进展提供保证。
slide5

2. ED的优化设计与性能研究

(1)探测灵敏单元的结构

  • 探测灵敏单元:
  • 光纤嵌入闪烁体Tile,再依次内里到外包裹一层Tyvek膜和避光黑布。
  • Tile尺寸:25cm× 25cm× 2cm, 8 grooves ;
  • 光纤:BCF92(1.5mm,3.2m);

塑闪临界使用寿命的标定

slide6

(2)光电倍增管选型及分压器设计

  • 山东大学合作组承担批量PMT测试任务
  • 候选管型:XP2012B、XP2072、 R11102/CR284;

XP2012型分压器设计

“阳极+DY6”双重读出

slide7

面向批量使用的分压器完善设计工作正在深入展开面向批量使用的分压器完善设计工作正在深入展开

Anode/DY6 ~ 130

高压响应

单光电子峰

slide8

(3)电源及监测系统

河北师范大学合作组承担电源系统的选型与批量测试

  • “直流源+高压模块+单片机监控”
  • 高压输出:
  • 温度系数为0.01%/ºC ;纹波系数为0.01%

(4) 电子学系统等

  • 测量ED的脉冲电荷量和到达时间信息。高能所实验物理中心负责。
  • 基于以太网的亚纳秒精度定时分布系统将参考频率及绝对时间标准分布到每一个探测器读出电子学前端,使得所有FADC都同步采样,时钟频率及相位对齐,且所有数据时间戳误差保证小于1ns。清华大学合作组负责该项目。
slide9

(3) ED的组装工艺及性能测试

  • ST-401型探测灵敏单元
  • (25cm× 25cm× 2cm;表面8个光纤槽)

4

3

2

1

  • 规范光纤研磨工艺;
  • 检验探测灵敏单元之间的一致性;
  • 外壳的设计;
  • 整体组装及性能测试等
slide10

光电倍增管

探测灵敏单元

  • 单根光纤之间的不一致性小于7%;
  • 单个探测灵敏单元上测试光纤束(4根)的不一致性小于2.4%;
  • 近200块ST-401型探测灵敏单元的不一致性约为10%;
  • 单粒子测试时,探测灵敏单元平均光电子数超过20p.e.。

电源系统

slide11

ED样机的性能测试

山东大学合作组承担ED整体性能扫描任务

  • 选择单muon入射事例的实验结果:
  • 不同位置的不一致性约为10%;
  • 平均收集光电子数为20;
  • 幅度分辨率小于23%;
  • 时间分辨:2.0ns;
  • 探测效率超过95%。
  • 上述结果表明ED基本达到实验指标要求。
slide12

原型/定型阵列实验进展

  • ED原型样机阵列实验与ARGO-YBJ实验的复合运行:2010.10 — 2012. 11。
  • 触发方式:42选5,事例率约为45Hz,数据量:1.5GB/day。
  • 与ARGO数据的符合成功率达到95%,实验结果得到ARGO-YBJ实验结果的检验,也证实了KM2A阵列设计的可靠性。
slide13

探测器运行的长期稳定性

利用KM2A-ED原型样机阵列实验近两年的数据得到的月影结果(显著性达到5.8σ)

slide14

定型阵列实验的筹备与进展

羊八井站区,建设时间为今年5、6月份。阵列规模:42个ED和2个MD。总的覆盖面积约为82.5m×78m。

ARGO Hall

(1)新ED性能的检验;

(2)基于以太网的亚纳秒精度定时分布系统的使用与检验;

(3)新的电子学系统和DAQ系统的检验;

(4)探测器阵列的标定和数据分析工作等

KM2A Array

slide15

总结与展望

(1)ED定型工作进入完善设计阶段,其性能指标基本满足实验要求。

(2)定型阵列实验正在积极准备,探测器、电子学和数据采集系统将得到全面检验。

(3)定型阵列实验的运行和数据处理将为LHAASO-KM2A初步设计报告的完善提供好的依据。