BEPCⅡ-LINAC試驗束次級粒子分析及E3線性能研究.pdf

1、依托BEPCII（北京正負電子對撞機）-LINAC（電子直線加速器）建成的國內唯一高能試驗束(Test Beam)裝置有E1、E2和E3三條束流組成，分別實現(xiàn)不同功能。其中E1初級束專供慢正電子裝置使用，E2束為高能混合粒子束用于輻照實驗，E3束利用磁譜儀和探測器為探測器束流實驗提供e，π介子和p等次級單粒子束流。因此打靶產生的E2束流高混型粒子試驗束，形成了混合場，為半導體單粒子效應相關研究提供了理想的場所，除此，還能為E3束流線提供

2、可變動量帶電單能粒子束。這就急需對該混合型粒子束進行模擬研究，了解次級粒子的能譜分布及角分布，特別是對高能質子的能譜測量至關重要。隨著E3試驗束的改造完成，對E3線的性能測試及研究也是本文的重要內容。
　　 本文圍繞次級束流能譜、角分布及質子能譜的測試展開，利用蒙特卡羅模擬軟件GEANT4對1.89 GeV脈沖電子轟擊鈹靶產生的次級粒子進行蒙特卡羅模擬，得到次級粒子的能譜和角度分布譜。Geant4模擬顯示混合粒子中質子能量大于3

3、5 MeV的通量較大，且質子產額達到3.97×108 s-1，同時質子對器件的注量率Φp可達6.32×105 s-1·cm-2。用試驗束41°磁譜儀和E3線上的探測系統(tǒng)測量得到的質子能譜驗證了次級粒子注量率和產額的模擬結果。模擬和實驗結果都顯示BEPCII-LINAC試驗束次級束中的質子滿足半導體器件單粒子效應實驗要求。于此同時介紹了BEPCII試驗束上E3的磁譜儀及探測器系統(tǒng)，并模擬與在線測試了E3線磁譜儀及探測器系統(tǒng)的性能。結果表明

4、:單粒子動量分辨率好于0.5％，雙粒子位置分辨率好于5mm，動量為600MeV/c的單粒子的探測效率為62％左右，電子能損為7.3MeV，質子能損為24.2MeV，π介子能損為5.2MeV。這些性能指標都高于改造的預定目標。且為用戶提供了有效的試驗束裝置的性能參數(shù)。本文包括以下幾個部分：BEPCII-LINAC上試驗束(TBF)裝置的介紹，Monte Carlo系統(tǒng)模擬方法及GEANT4模擬軟件與ROOT分析軟件，試驗束次級粒子的模擬分