二維位置靈敏X射線氣體電子倍增器(GEM)的研制.pdf

1、氣體電子倍增器(Gas Electron Multiplier)是近幾年由歐洲核子研究中心(CERN)發(fā)展起來(lái)的一種新型位置靈敏型氣體探測(cè)器，其基本部件是兩面敷銅且在其上蝕刻出大量微孔的聚酰亞胺(kapton)膜。工作時(shí)在兩側(cè)銅面上加高電壓，電子在孔內(nèi)雪崩，對(duì)原初電離進(jìn)行放大。該探測(cè)器具有一系列優(yōu)點(diǎn)，如高計(jì)數(shù)率、抗輻射、質(zhì)量輕、高空間及時(shí)間分辨、讀出方便，與不同轉(zhuǎn)換體連用可探測(cè)不同射線等，有多方面的應(yīng)用前景。
　　 針對(duì)北京同步

2、輻射(BSRF)對(duì)二維探測(cè)器的實(shí)際需求，研發(fā)能夠滿足衍射和散射實(shí)驗(yàn)要求的二維位置靈敏X射線氣體電子倍增器是中國(guó)科學(xué)院重大科研裝備研制項(xiàng)目。
　　 為了深入了解氣體電子倍增器(GEM)的特性，用CERN制作的GEM膜研制了靈敏面積為100×100mm2的三級(jí)GEM探測(cè)器模型。利用X射線源對(duì)模型進(jìn)行了基本性能測(cè)試，模型具有良好的正比性及線性。實(shí)驗(yàn)測(cè)得三級(jí)GEM對(duì)55Fe放射源X射線全能光電峰(5.9kev)的最佳能量分辨率為20.2

3、％；有效增益大于104：利用96路8×8mm2的pad及數(shù)字化數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)成功實(shí)現(xiàn)成像實(shí)驗(yàn)，初步探索了GEM用于二維成像的能力。
　　 為了得到足夠高的定位精度，設(shè)計(jì)制作了基于二維讀出條模擬讀出的GEM模型。另設(shè)計(jì)加工一套配有高精度拉力傳感器的拉伸裝置。同時(shí)，研制了一套適應(yīng)陽(yáng)極感應(yīng)讀出的電子學(xué)系統(tǒng)。通過(guò)基于兩種讀出條周期讀出的模型實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)了合理的GEM探測(cè)器讀出條結(jié)構(gòu)和GEM模擬讀出的自觸發(fā)方式。經(jīng)測(cè)試得到了優(yōu)異的二維位置分辨