蘭州重離子加速器冷卻儲存環(huán)（Cooling Storage Ring,HIRFL-CSR）是包含加速、冷卻、積累、存儲和高分辨率等多種功能的大型粒子實驗裝置,內(nèi)部包括多種探測器,如靶區(qū)γ探測器、起始時間探測器、大型中子墻等探測器,各探測器裝置根據(jù)其測量目標的不同分別被置于實驗大廳中的不同位置,并且各探測器的輸出信號也具有不同的特性,使得各探測器對應的讀出電子學系統(tǒng)分別使用不同的設計方案。伽馬球探測器是靶區(qū)γ探測器的重要組成部分,也是本課題HIRFL-CSR外靶實驗的主要探測器。對于伽馬球探測器,已有一套電子學設備用于對其進行讀出,并于2012年投入使用,但在使用過程中發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理的過程中缺少事件篩選功能,導致有效事件的探測效率低,造成嚴重的束流浪費等問題。針對實驗中出現(xiàn)的問題,本文對電子學系統(tǒng)進行研究。在原有的觸發(fā)判選系統(tǒng)中增加子觸發(fā)判選系統(tǒng),用于對有效事例信息進行篩選,并將滿足實驗需求的事例信息交付于總觸發(fā)判選系統(tǒng)進行最終的觸發(fā)判選。分別設計以太網(wǎng)模塊、光纖模塊用于實現(xiàn)子觸發(fā)判選系統(tǒng)與上位機、總觸發(fā)判選系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通信,設計用戶邏輯模塊用于子觸發(fā)判選系統(tǒng)邏輯算法的實現(xiàn)。同時對數(shù)據(jù)獲... 

【文章來源】：西北師范大學甘肅省

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

HIRFL-CSR加速器系統(tǒng)平面示意圖

第1章緒論3Wall）探測器。其中起始時間探測器位于RIBLLII的反應靶前，用來測量由RIBLLII直接引出的束流，以給出在靶中發(fā)生反應事件的初始時間；大接收度二級磁鐵放置于靶區(qū)γ探測器后，用來改變帶電粒子的運動方向，之后可以結合多絲漂移室對粒子徑跡進行判斷而獲得粒子的動量信息，也可以結合TOF，對粒子種類進行鑒別；多絲漂移室用來測量帶電粒子的運動徑跡，以對入射粒子種類進行鑒別；飛行時間墻用來測量打靶反應后帶電粒子的飛行時間；中子墻探測器用來測量反應中發(fā)射的中子的飛行時間，用來獲得出射角度和能量等信息。圖1.2HIRFL-CSR外靶實驗探測器分布圖1.3.3伽馬球探測器隨著轟擊能量的提高，重離子反應也呈現(xiàn)出不同的特點。而為得到反應中所產(chǎn)生粒子的質量、能量、動量等各性能和運動學參量，需要對其進行詳細的測量。因此要求所用探測器要具有較高的粒子鑒別能力、較寬的測量動態(tài)范圍、優(yōu)良的能量分辨能力（幾十KeV）與時間分辨（亞ns量級）能力等，于是相繼出現(xiàn)了由不同種類粒子陣列探測器（如γ、輕帶電粒子、重帶電粒子、中子）組成的具有上千個探測單元的4π型探測器系統(tǒng)。伽馬球探測器便是一種4π型γ量能器[23]，是外靶終端探測系統(tǒng)的重要探測器之一，與時間投影室和硅微條探測器一起構成靶區(qū)伽馬探測器，置于反應靶的四周。伽馬球探測器用來探測次級靶區(qū)處于高激發(fā)態(tài)的反應產(chǎn)物退激后產(chǎn)生的γ射線，時間投影室對重碎片的出射角和能量進行測量，硅微條探測器置于時間投影室的后方，結合伽馬球探測器對中等質量碎片的同位素進行測量。本文便是對伽馬球探測器的讀出電子學系統(tǒng)進行討論。伽馬球探測器的結構如圖1.3所示，總共由4608塊CsI晶體探測單元組成。

第1章緒論4圖1.3伽馬球探測器實物圖[28]伽馬球一期工程由1024塊CsI晶體探測單元組成，每個晶體的范圍從110厘米到180厘米，探測器總重量約為1077千克。為了便于組裝和測試，目前只安裝了3/4即768塊CsI晶體單元，如圖1.4所示，每個晶體單元用內(nèi)部增益為50的日本濱松公司（Hamamatsu）xS8664-1010X型號雪崩光電二極管（APD）進行讀出。圖1.4伽馬球一期實物圖1.4CSR外靶實驗讀出電子學研究1.4.1讀出電子學整體結構CSR外靶實驗中，不同種類的束流粒子（從12C6+到238U72+）和不同能量的束流線（從0.5GeV/u到1.1GeV/u），經(jīng)打靶之后產(chǎn)生的次級粒子各不相同。實驗過程中，由起始時間探測器給出事件的初始時間，通過大接受度二級磁鐵對各次級粒子進行分離，之后由中子墻探測器接收中子等中性粒子，各個位置的多絲漂移室和飛行時將墻探測器來接收帶電粒子，伽馬球探測器接收實驗過程中產(chǎn)生的γ射線。各探測器將測量之后得到的飛行時間、能量和空間位置等各種有效信


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