LHAASO項(xiàng)目電磁粒子探測器實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)展PPT課件

LHAASO項(xiàng)目電磁粒子探測器實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)展,.,內(nèi)容KM2A-ED的實(shí)驗(yàn)要求ED優(yōu)化設(shè)計(jì)與性能研究原型/定型陣列實(shí)驗(yàn)進(jìn)展總結(jié)與展望,2,.,3,KM2A-ED的實(shí)驗(yàn)要求,KM2A研究目標(biāo):（1）發(fā)現(xiàn)河內(nèi)宇宙線源；（2）北天區(qū)掃描研究高能伽馬輻射（10TeVPeV）；對河內(nèi)50TeV源的靈敏度達(dá)到1%Crab（3）宇宙線物理（幾十TeV100PeV）等,KM2A實(shí)驗(yàn)陣列：（1）5635個(gè)ED；（間距15米）（2）1221個(gè)MD（間距30米。總面積超過4萬平方米）；（3）探測器呈品字型均勻分布在半徑為635米的區(qū)域內(nèi)。,.,4,ED探測原初粒子引發(fā)的EAS前鋒面上的次級粒子數(shù)密度和到達(dá)時(shí)間的信息。ED的實(shí)驗(yàn)指標(biāo)要求：（1）電磁粒子：、e、。覆蓋5mm鉛板，閾能5MeV以上。（2）有效面積：1m1m；。（3）探測效率：95%;（4）探測粒子數(shù)動態(tài)范圍：25%單粒子5%10000個(gè)粒子；對應(yīng)的光電子數(shù)范圍：20p.e.2105p.e.（5）時(shí)間分辨：2ns；（6）單道計(jì)數(shù)率：1.5kHz4105；（7）高海拔野外運(yùn)行（0.6atm,年溫差變化：25；紫外線輻照強(qiáng)度大），超過10年的使用時(shí)間等。ED研究內(nèi)容：（1）各組分的選型；（2）組裝工藝與性能穩(wěn)定性；（3）陣列實(shí)驗(yàn)的運(yùn)行與數(shù)據(jù)分析等當(dāng)前目標(biāo)：優(yōu)化完善ED設(shè)計(jì)，達(dá)到LHAASO項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)報(bào)告的要求，為未來工程進(jìn)展提供保證。,.,5,2.ED的優(yōu)化設(shè)計(jì)與性能研究,（1）探測靈敏單元的結(jié)構(gòu),塑閃臨界使用壽命的標(biāo)定,探測靈敏單元:光纖嵌入閃爍體Tile，再依次內(nèi)里到外包裹一層Tyvek膜和避光黑布。Tile尺寸：25cm25cm2cm，8grooves；光纖：BCF92（1.5mm，3.2m）；,.,（2）光電倍增管選型及分壓器設(shè)計(jì),候選管型：XP2012B、XP2072、R11102/CR284；,山東大學(xué)合作組承擔(dān)批量PMT測試任務(wù),XP2012型分壓器設(shè)計(jì)“陽極+DY6”雙重讀出,.,7,單光電子峰,高壓響應(yīng),面向批量使用的分壓器完善設(shè)計(jì)工作正在深入展開,Anode/DY6130,.,8,（3）電源及監(jiān)測系統(tǒng),河北師范大學(xué)合作組承擔(dān)電源系統(tǒng)的選型與批量測試,“直流源+高壓模塊+單片機(jī)監(jiān)控”高壓輸出：溫度系數(shù)為0.01%/C；紋波系數(shù)為0.01%,（4）電子學(xué)系統(tǒng)等,測量ED的脈沖電荷量和到達(dá)時(shí)間信息。高能所實(shí)驗(yàn)物理中心負(fù)責(zé)。基于以太網(wǎng)的亞納秒精度定時(shí)分布系統(tǒng)將參考頻率及絕對時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)分布到每一個(gè)探測器讀出電子學(xué)前端，使得所有FADC都同步采樣，時(shí)鐘頻率及相位對齊，且所有數(shù)據(jù)時(shí)間戳誤差保證小于1ns。清華大學(xué)合作組負(fù)責(zé)該項(xiàng)目。,.,9,(3)ED的組裝工藝及性能測試,規(guī)范光纖研磨工藝；檢驗(yàn)探測靈敏單元之間的一致性;外殼的設(shè)計(jì)；整體組裝及性能測試等,.,10,單根光纖之間的不一致性小于7%；單個(gè)探測靈敏單元上測試光纖束（4根）的不一致性小于2.4%；近200塊ST-401型探測靈敏單元的不一致性約為10%；單粒子測試時(shí)，探測靈敏單元平均光電子數(shù)超過20p.e.。,.,11,ED樣機(jī)的性能測試,選擇單muon入射事例的實(shí)驗(yàn)結(jié)果：不同位置的不一致性約為10%；平均收集光電子數(shù)為20；幅度分辨率小于23%；時(shí)間分辨：2.0ns；探測效率超過95%。上述結(jié)果表明ED基本達(dá)到實(shí)驗(yàn)指標(biāo)要求。,山東大學(xué)合作組承擔(dān)ED整體性能掃描任務(wù),.,12,ED原型樣機(jī)陣列實(shí)驗(yàn)與ARGO-YBJ實(shí)驗(yàn)的復(fù)合運(yùn)行：2010.102012.11。觸發(fā)方式：42選5，事例率約為45Hz，數(shù)據(jù)量：1.5GB/day。與ARGO數(shù)據(jù)的符合成功率達(dá)到95%，實(shí)驗(yàn)結(jié)果得到ARGO-YBJ實(shí)驗(yàn)結(jié)果的檢驗(yàn)，也證實(shí)了KM2A陣列設(shè)計(jì)的可靠性。,原型/定型陣列實(shí)驗(yàn)進(jìn)展,.,13,探測器運(yùn)行的長期穩(wěn)定性,利用KM2A-ED原型樣機(jī)陣列實(shí)驗(yàn)近兩年的數(shù)據(jù)得到的月影結(jié)果（顯著性達(dá)到5.8）,.,14,定型陣列實(shí)驗(yàn)的籌備與進(jìn)展,（1）新ED性能的檢驗(yàn)；（2）基于以太網(wǎng)的亞納秒精度定時(shí)分布系統(tǒng)的使用與檢驗(yàn)；（3）新的電子學(xué)系統(tǒng)和DAQ系統(tǒng)的檢驗(yàn)；（4）探測器陣列的標(biāo)定和數(shù)據(jù)分析工作等,羊八井站區(qū)，建設(shè)時(shí)間為今年5、6月份。陣列規(guī)模：42個(gè)ED和2個(gè)MD?？偟母采w面積約為82.5m78m。,.,總結(jié)與展望,15,（1）ED定型工作進(jìn)入完善設(shè)計(jì)階段，其性能指標(biāo)基本滿足實(shí)驗(yàn)要求。（2）定型陣列