漫衍?15us ) 3. 试验束调保探测器研造 (胡涛/谢宇

发布日期:2019-11-04    点击次数:

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  2017/6-2018/6 工做查核 探测器2组, 职工14人,返聘:1,博士后1,学生5, 结合培育8人 吕军光 2018/07/2 一、岗亭职责 二、本年度工做环境 科研工做 使命完成环境 颁发论文或立异性凸起贡献 争取经费环境 其他工做 国表里学术勾当 研究生培育 公共办事(研究生查核、面试、年报撰写、文章审稿等) 特色取立异 存正在问题 三、评价 四、下年度工做打算 一 岗亭职责 地下暗物质丈量方式研究 太空暗物质丈量方式研究(HERD)-取核心合做 基金课题 其它 探二组次要课题: 江门中微子尝试: 液体闪灼体探测手艺研究 试验束调保探测器研制 CEPC R&D 合做课题 新探测器研究 BESIII运转,试验束运转 二、本年度工做环境 1. 地下暗物质丈量方式研究 2. 太空暗物质丈量方式研究 3. JNUO PMT组 4. 其它课题 5. 试验束调保探测器研制 6. LS的机能研究 1 CsI(Na)地下暗物质丈量方式研究 43kg晶体模子数据阐发和总结 阈值及本底能力 触发前提:4mV阈值, 3 通道合适, 100ns合适门宽 现实无效触发阈~5p.e.(-1600) ~70keVee (0.074pe/KeV) ~9keVnr ( 0.58pe/KeV ref ?) 5号厅现场本底尝试运转温度和数据量 5号厅现场本底尝试运转温度 和触发数据量比力: 290K/110K:~40倍 等效比:1.6x10-7 -1600 丈量 CsI(Na)探测器低温特点(新一轮中子散射的尝试) CsI,CsI(Na)晶体对?(662keV)和?(5.2MeV) 的发光强度随温度的变化(积分时间5?s)。 -160度,CsI(Na)探测暗物质的道理方式 核反冲: (99%)为CsI发光:310nm, ??1?s e,?弱发光: Na+发光410nm, ?~80us CsI Alpha (5.2MeV) 的淬灭因子 CsI 中子(14MeV)弹性散射核反冲 淬灭因子(-160)度/初步成果 2. 太空暗物质丈量方式研究(HERD) 单位大小:3 cm × 3 cm ×3 cm 深度:55 X0, 3 λ (晶体1810kg), 探测器: 5面活络 读出笼盖2个量程:~20000通道,笼盖106Mip/通道 HERD设想: 电子和射线探测效率比国外最好安拆效率增大10倍 2017/10 CERN 完成第2次束流尝试和第5次HERD国际研讨会 2018/2,由意大利空间局和院空间使用总体部牵头的HERD国际结合工做组正式成立 3/26 第六次HERD国际研讨会召开(,高能所) 5/11 空间高能辐射探测设备项目书成功通过满意结合评审 探测单位 波移光纤 光锥(?75/ ?25) CMS-CCD LYSO晶体颗粒量能器 : 63 cm × 63 cm × 63 cm HERD小模子束流尝试 束流:e,p,和 Pb靶 地址; CERN , 第一次束流尝试2015/10月 第二次束流尝试2017/10月 第三次束流尝试2018/10月 第三次束流尝试设想: 1 LYSO array: 5*5*20 crystals ICCD system: 300fps HERD trigger system: PMT Si微条(12bit)探测单位(Stk,Charge) 塑闪长条探测单位(Veto,Charge) 塑闪片阵列(簇射反冲分布) 闪灼光纤(Stk,取代Si-Trk/组) Low High trigger 反射层 第一次设想 第二,三次设想 HERD新的设想(总沉4吨)和面对问题 靠太空舱面添加穿越辐射探测器,面积: 50cmx50cm,高能质子刻度(1~4PeV), 探测器:2超层(100层PE薄膜和间隙+Xe气体探测器 GEM)。 用闪灼晶体片阵列(SIPM都出)替代钨片方案打消(4边无钨片,分量超标) 3. 双能量丈量:1)多光纤/多通道/CMOS-CCD/4组(凹凸量程) ; 2)触发光纤束/PMT(3量程): 触发,总能量(低阈),时间标识表记标帜. 4. 电荷丈量:PSD (长条或小方块)+ STK(单层) /闪灼光纤层? 5. 触发:1)E-Cal>30GeV; 2)低能?:PSD/Veto& E-Cal?0.5GeV; 3) 短时间刻度取数:E-Cal?1GeV;4)…电荷丈量; ?30GeV 目前辩论问题: 1,触发通道可否做总能量丈量?光纤强度地面平均调整 2,添加一片SiPM(3x3mm2)低能丈量(Mip-3GeV):Mip刻度,辅帮触发 3,PSD 兼做热中子探测(p/e:?30差别,?10keV,需要慢化?10eV,分布?15us ) 3. 试验束调保探测器研制 (胡涛/谢宇广) 弱流调束探测器共同加快器成功完成准单电子束调试,将束流引入实空靶室; SiD硅能量标定探测器确认准单电子(约70%单电子),并丈量束流不变性、能量分辩率等环节目标; PDD探测器共同加快器调试参数,预备9月验收。 TPC的电子学根基调试通过,正正在尝试室进行联调。 弱流调束探测器 SiD硅能量标定探测器 束团电子数取狭缝关系 最初一个靶看到的单双电子峰 束流能量丈量成果及束流不变性丈量成果 4 液闪中型纯化安拆的研制 (JUNO 液闪组) 放射性纯化:?10-15 g/g 大亚湾液闪大厅 四套设备结合运转: 1)氧化铝纯化, 2)蒸馏纯化:蒸馏,蒸汽剥离(意大利供给), 3)水萃取纯化, 4)高纯氮气纯化 完成了以下工做: 1)液闪中型纯化设备的成功研制为2万吨液闪批出产奠基根本 2)完成正在AD探测器上20吨液闪的置换,纯化, 液闪衰减长度跨越20米,为国际最好程度。 3)纯化后AD探测器(20吨液闪)中完成了JUNO液闪配方的研究 LAB+2.5g/l PPO+(1-3)mg/BIS-MSB 4)正在AD探测器(20吨液闪)上开展研究放射性本底研究,开展纯化机能研究 1)开展降低氡放射性的研究,为大规模出产堆集了丰硕的经验 2)完成氮气剥离效率的研究,96%-98%,20吨液闪初次开展 3)开展了水萃取效率的研究(正正在进行) CEPC-ECAL 和 HCAL的初步研究 2018/6 完成中期国际专家评估 CEPC-ECAL需要800万个塑料闪灼体(4.5cmX0.5cm)+SiPM探测器单位 CEPC-HCAL需要480万个塑料闪灼体(3cmX3cm)+SiPM探测器单位 劣势正在于死区1%,活络层厚度5mm,工做不变靠得住; ECAL MC模仿能够满脚CEPC-CAL的根基要求: ?E/E~16%/?E ?1% HCAL MC模仿能够满脚的根基要求: ?E/E~50%/?E 取强子量能器结合丈量喷注能量分辩率: ?E/E~(3~4%/?E) SiPM scintillator tile MIP粒子响应 30pe,Un~10% HCAL单位 ECAL单位 MIP粒子响应 Un~18% ECAL-MC模仿 试验束项目取科研进展 1,大厅场地: 试验束靶区完成 激光干净间完成 强流间恢复(兼用) 中子枪源屏障室恢复 试验束丈量设备(待恢复) 2,LCS有序推进: 激光器已定位, 激光-束流对撞设备正正在安拆 ? 探测器尝试室调试 3,九院电子束打靶设备出场 4,gg Collider (10号厅或) 参取总体方案设想(根基完成初步设想) 参取探测器设想方案, 探测器模仿和物理模仿 (国际合做) 申请喷鼻山会议(7月?) CsI(Tl)晶体(6cm)+塑闪(1cm): 966:46x23 对撞区 L:76cm ?:40cm PMT 读出 1)反映堆中微子能谱丈量尝试gasTPC 科学方针 反映堆中微子能谱丈量,由DYB 8% 提高至 3% 中微子磁矩丈量达到10-12μB 尝试道理 丈量反映堆中微子取电枪弹性散射,通过反冲电子的能量和标的目的计较中微子能量,通过散射截面计较中微子磁矩。 尝试研究进展 事例率:150 events/day,200 kg 阈值200 keV 本底计数率:1000 events/day,探测器本身段料从导 反冲能:0 keV-8 MeV,指数分布,天富娱乐。能量越低,事例数越多 电子扩散:扩散σ 1-2 mm @xyz ,1 m飘移距离 飘移速度:1 cm/us,漂移电场n* 100 v/cm 初始段径迹长度:mm级@阈值200 keV 电离密度:100 e/cm,平均间距100 um 探测器分辩率要求 能量分辩率:FWHM 1.5% @ 1 MeV (σ0.64%) 角度:3度 分辩率:1 mm @xyz 时间分辩率:50ns 六,低本底试验 2)nEXO尝试 科学方针 无中微子双贝塔衰变尝试 尝试方案 5吨液氙单相TPC,Xe136,丈量光+电荷,低本底+自屏障+能量分辩率,最有合作力的尝试之一。 尝试研究进展 正在国际上初次完成了SiPM耐高压电场的尝试研究。 设想建制了新型3D反射率丈量安拆 正正在设想一个miniTPC,用于优化nEXO探测器设想 正正在进行175nm实空紫外光源的研制 正正在进行液氙TPC用于中微子核子相关散射研究 3)GECAM尝试 科学方针 引力波电磁对应体是引力波天文学下一个里程碑。 尝试道理 引力波事务,发生电磁辐射,搜索此中的gamma射线π全天监测gamma射线爆,取aLIGO协同不雅测。 尝试进展 完成了基于SiPM读出的探测器方案原型尝试,成为尝试首选方案。 研制了世界上首片3英寸圆型SiPM阵列,将探测器机能进一步提高,空气耦合的能量分辩率(FWHM)4%@662keV。 原型尝试的成功使尝试进入工程立项阶段,打算2020年发射 厚GEM研发及使用(谢宇广) 厚GEM公用FR4基材 1. 耐高压(1600V),耐打火(1K sparks)。 2. 易加工、平均性好、低吸湿,健壮耐用。 3. 取得初步成果,试制多种样品。 多层厚GEM(M-THGEM) 1. 一块PCB,侵蚀出多层厚GEM布局。 2. 高增益(=1.0*10^4),低厚度(0.5mm)。 3. 取得初步成果,试制两层及三层M-THGEM。 中子能谱 分歧FR4增益 M-THEGM增益 新型中子探测器 厚GEM的CCD光读出 中子公用厚GEM(nTHGEM) 1. 基于陶瓷,针对散裂CSNS束线. 已从样品研究到工程批工艺优化和质量节制阶段。 3. 方针:200*200大面积膜年内达到项目需求。 1. 单层厚GEM放大+多层金属孔网中子转换层立异设想。 2. 模子样设想机制做完成,正正在进行中子束流测试。 3. 方针:200*200大面积膜年内达到项目需求。 1. 高增益厚GEM+高发光气体+通俗CCD(不是ICCD!) 2. 发光:M-THGEM + Ar:CF4,方针:5*10^4@Gain=5k。 3. 高增益厚GEM和对焦成像是环节。 经费申请 2017之前已有项目: 基于双发光晶体CsI(Na)及液氙自动屏障的间接探测WIMPs研究 (青年) 30 孙希磊 nEXO无中微子双beta尝试 国际合做 300 温良剑 厚GEM取微针探测器的光读出方式研究 (青年) 30万 钢 基金严沉项目-液体闪灼体手艺研究 第三年 290+120万 周莉 试验束调保探测器研制 第三年 560万 胡涛 CEPC 量能器研究(所立异基金) 50万 胡涛 新型快中子千里镜环节手艺研究, (天然面上第三年), 75万 石峰,吕军光 基于THGEM的数字强子量能器研究, (天然面上第二年) 73万 余伯祥 用于中子散射尝试的二维活络探测器 (院配备子课题第三年) 60万 谢宇广 用于微气隙气体探测器的像素型读出电子学系统研究( 面上子课题) 10万 谢宇广 谢家麟基金:2(16万);沉点尝试室基金:4(46万) 2017起头项目 CEPC电磁量能器研究, (科技部) 300万(刚 203万,俞伯祥 95万) 沉点尝试室科研仪器设备专项: 73 +43+264万 (刚,余伯祥,谢宇广) 粒子流电磁量能器机能研究, (面上基金) 80万 刚 引力波电磁对应体探测尝试GECAM (子课题) 40 万 孙希磊 HERD 晶体阵列模子束流丈量(所立异基金/院基金) 200万+500万 董永伟 2018申请:面上:1(90万),沉点:1 (90万),1(200万) 其它小我参取工做 1.加入JUNO-PMT组工程项目(参谋和组会会商) 1)PMT验收丈量,尺度和分压器设想 2)PMT Potting 3)PMT 防暴 2.加入CSNC反角白光中子源和质子束流尝试坐设想(参谋和会商) 1)各类谱仪的通用电子学 2)中子束分布正在线丈量(二期) * 正在线)质子试验束坐的方针和初步设想(二期/800万) *单粒子(E:0.6-1.4MeV)正在线kHz; *单粒子(E:0.6-1.4MeV)正在线Hz; 其它: 学生培育: 博士 1 核辐射学会理事(高能所代表),核探测器取核电子学会委员 参取多项所内工程项目评审,基金评审 相关探测器文章评审(物理C,现代物理,同位素,体文取物理) 博士结业学生论文评审 欠债探测器硬件组学生查核 本组颁发(包罗已接管)文章: 颁发文章10篇(颁发+接管) 会议演讲:国际会议:10, 国际合做会议国外演讲: 6;国内会议:6 学生; 2 博士:3,硕士:4,联培硕士: 6 本组人员分布(14+1): 1,JUNO-液闪:(10) 周莉,胡涛,俞伯祥,方建,蔡啸,,刘万金,孙希磊,安广朋,谢宇广 2,JUNO-PMT: 吕军光 3,试验束和激光-束流对撞: 黄永顺,安广朋,蔡啸,张少平,吕军光 4,地下低本底试验: 孙希磊,吕军光 5,THGEM,中子探测 谢宇广,孙希磊,吕军光 6,电子束调保: 胡涛,谢宇广,蔡啸 7,HERD,GECAM: 刚,孙希磊,吕军光 8,CEPC: 胡涛,俞伯祥,刚, 特色取立异--新探测器研究 1)CsI(Na) 双发光闪灼晶体用于暗物质,中微子探测研究 2)新探测器道理: *量子点闪灼体(水溶基)、新半导体材料和高速温变材料. 3)HERD晶体阵列量能器+CCD读出. 4)稠密电子学+SPM阵列+闪灼阵列(颗粒, 中子,闪灼光纤)?高速成像探测 存正在问题 工程使命沉,人员严重 三、评价 对科学研究有稠密的乐趣和摸索思惟; 具有很好的科研组织能力 沉视尝试室扶植和培育青年 对承担的工做有高度的义务感 沉视组长的课题参谋职责 四 下一年的次要工做 1. 江门中微子尝试先导专项: 液闪研制,机能测试 ,PMT等相关的参谋工做 2. 暗物质探测研究(天上, 地下) 小晶体模子尝试,中子散射,HERD束流尝试 4. CEPC 量能器研究 5. 基金课题 6. BESIII-EMC,试验束运转 7. 新探测器研究 感谢! * * * * * *

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