專利名稱：阻抗板探測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于核探測器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于探測高能帶電粒子的徑跡和時(shí)間的阻抗板探測器。
背景技術(shù)：
阻抗板探測器(Resistive Plate Chamber，RPC)，是利用高阻抗性材料制作的氣體探測器，用于探測高能帶電粒子的徑跡和時(shí)間。RPC具有可與閃爍體探測器相媲美的時(shí)間分辨率和很高的探測效率，雙層RPC的探測效率在95%以上。RPC有兩種工作模式雪崩模式和流光模式。當(dāng)RPC工作在雪崩模式下，它具有很高的計(jì)數(shù)能力，適合在相對論重離子碰撞實(shí)驗(yàn)中使用。但RPC在雪崩模式下信號幅度較小，需前端電子學(xué)放大。當(dāng)RPC工作在流光模式下時(shí)，具有很大的信號幅度，不需前端電子學(xué)放大，適合于日常的宇宙線測試實(shí)驗(yàn)。RPC 信號的讀出很靈活，可根據(jù)需要將讀出條設(shè)計(jì)成不同的幾何形狀，并沿不同的方向讀出。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種適用于探測高能帶電粒子的徑跡和時(shí)間的阻抗板探測器。一種阻抗板探測器，包括兩個(gè)氣體室，氣體室由阻抗板、墊片和周圍的密封條構(gòu)成，墊片的厚度為2mm。氣體室的外表面噴石墨層作為電極。讀出條放在兩個(gè)氣體室中間， 讀出條與兩個(gè)氣體室間分別用兩個(gè)絕緣的PET膜隔開。讀出條由銅膜刻成，寬度為18mm，間隙為2mm。在每個(gè)讀出條的一端焊一 100 Ω的匹配電阻接地，另一端引出信號線。


圖1是RPC基本結(jié)構(gòu)；圖2是宇宙射線測試系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步闡述。宇宙射線測試系統(tǒng)由RPC氣體探測器、塑料閃爍體、流氣系統(tǒng)、電子學(xué)和數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)組成。實(shí)驗(yàn)布局如圖8所示。本實(shí)驗(yàn)用宇宙射線μ子作為RPC的射線源。將RPC放置在兩個(gè)大小不同的塑料閃爍體之間，其中小塑料閃爍體面積略小于RPC讀出條的面積，確保通過兩個(gè)塑料閃爍體的宇宙射線必定通過RPC。實(shí)驗(yàn)使用的是雙層RPC，面積為^cmX ^cm,電阻率為IO12 Ω ·αιι，其基本結(jié)構(gòu)如圖 9所示。RPC的關(guān)鍵部分是兩個(gè)氣體室，氣體室由阻抗板、墊片和周圍的密封條構(gòu)成，墊片的厚度為2mm。氣體室的外表面噴石墨層作為電極。讀出條放在兩個(gè)氣體室中間，讀出條與兩個(gè)氣體室間分別用兩個(gè)絕緣的PET膜隔開。讀出條由銅膜刻成，寬度為18mm，間隙為2mm。 在每個(gè)讀出條的一端焊一 100Ω的匹配電阻接地，另一端引出信號線。
使用SY-9506型配氣儀作為RPC的流氣系統(tǒng)。配氣系統(tǒng)有3路進(jìn)氣，分別為F134a、 C4H10和SF6。這3路氣體按給定的比例經(jīng)配氣儀配比后通入RPC，經(jīng)凈化后排放到室外。電子學(xué)和數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)由前置放大器、恒比定時(shí)器(CF8000)、門延遲發(fā)生器 (GG8020)、邏輯單元(C04020)、納秒延時(shí)線(425A)、時(shí)幅轉(zhuǎn)換器(TAC567)、多道分析器 (MCA8000)和計(jì)算機(jī)組成。當(dāng)宇宙射線μ子同時(shí)穿過RPC和兩個(gè)塑料閃爍體時(shí)，在RPC和塑料閃爍體中產(chǎn)生信號，RPC中的信號經(jīng)放大后輸入CF8000中，CF8000對信號定時(shí)甄別。信號從CF8000輸出后到達(dá)TAC567，作為TAC的Mart信號。兩個(gè)塑料閃爍體中產(chǎn)生的信號先經(jīng)CF8000進(jìn)行定時(shí)甄別，然后通入GG8020，使NIM信號轉(zhuǎn)換為邏輯信號輸出，兩個(gè)邏輯信號通過C04020 符合為1個(gè)信號輸出，信號經(jīng)425A延遲后輸入到TAC567，作為TAC的Mop信號。TAC輸出的信號通過MCA8000在計(jì)算機(jī)上記錄，存儲(chǔ)為mca格式的數(shù)據(jù)文件。然后通過ROOT軟件編寫程序，分析獲得的數(shù)據(jù)文件，研究RPC的時(shí)間性能。圖10為通過ROOT分析獲得的RPC時(shí)間譜。RPC輸出信號的幅度和形狀也可用示波器實(shí)時(shí)監(jiān)測。實(shí)驗(yàn)測得在工作氣體F134a、C4H10, SF6的體積分?jǐn)?shù)分別為89. 9%、9%、1. 1 %的情況下，RPC雪崩信號區(qū)為9. 8 10kV，流光區(qū)為10. 2kV以上，流光區(qū)域和雪崩區(qū)域根據(jù)RPC 阻抗板電阻率的不同會(huì)有變化，主要是根據(jù)信號幅度的大小和雙信號來判斷所處的區(qū)域。 雪崩信號和流光信號的區(qū)分對RPC性能的研究有重要意義。本工作所測得的信號與PHEOTX 實(shí)驗(yàn)的要求有一定差距，主要原因是RPC阻抗板的體電阻率過高(1012Ω · cm)，使得雪崩信號區(qū)的寬度過窄(9. 8 IOkV)，而9. 8kV以下的噪聲很大。
權(quán)利要求
1.一種阻抗板探測器，包括兩個(gè)氣體室，氣體室由阻抗板、墊片和周圍的密封條構(gòu)成， 墊片的厚度為2mm。氣體室的外表面噴石墨層作為電極。讀出條放在兩個(gè)氣體室中間，讀出條與兩個(gè)氣體室間分別用兩個(gè)絕緣的PET膜隔開。讀出條由銅膜刻成，寬度為18mm，間隙為 2mm。在每個(gè)讀出條的一端焊一 100 Ω的匹配電阻接地，另一端引出信號線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻抗板探測器，其特征在于使用SY-9506型配氣儀作為RPC 的流氣系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于探測高能帶電粒子的徑跡和時(shí)間的阻抗板探測器。該探測器包括兩個(gè)氣體室，氣體室由阻抗板、墊片和周圍的密封條構(gòu)成，墊片的厚度為2mm。氣體室的外表面噴石墨層作為電極。讀出條放在兩個(gè)氣體室中間，讀出條與兩個(gè)氣體室間分別用兩個(gè)絕緣的PET膜隔開。讀出條由銅膜刻成，寬度為18mm，間隙為2mm。在每個(gè)讀出條的一端焊一100Ω的匹配電阻接地，另一端引出信號線。
文檔編號G01T5/10GK102176048SQ20101062324
公開日2011年9月7日 申請日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者葉力, 周書華, 周靜, 孟秋英, 李笑梅, 白新占, 胡守?fù)P 申請人:中國原子能科學(xué)研究院