【摘 要】
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中微子物理及暗物质的寻找是近几年科学研究的热点,这种低本底高灵敏度的探测实验,需要高精度的反符合探测器(VETO)来减小宇宙线本底。阻性板探测器RPC (Resistive Plate Cha
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中微子物理及暗物质的寻找是近几年科学研究的热点,这种低本底高灵敏度的探测实验,需要高精度的反符合探测器(VETO)来减小宇宙线本底。阻性板探测器RPC (Resistive Plate Chamber)以其高性能、低成本及可大面积制作等特点而被提出作为正建的江门中微子实验(JUNO)的反符合探测器。RPC是一种由两块平行的高阻抗板制成的气体探测器,因其在时间和位置上都有较好的分辨率以及大面积制作成本低等优势,在高能物理和核物理领域都有着广泛的应用,比如在加速器和宇宙线探测中。早期的RPC是由电木板制作而成,尽管电阻率低,但是在工作中,电阻率会升高;而且,由于面向气室一侧的电木板表面要经过油性处理,RPC在相对较高的温度下会损坏。玻璃RPC相对于电木板RPC具有一系列的优点:玻璃具有较好的表面光洁度和较高的平整度,受环境因素影响小,可以很好地保持工作电场均匀性,使RPC工作状态稳定。但是普通玻璃制作的RPC易碎以及在深地实验中存在易受潮腐蚀等问题,影响了性能稳定性及寿命。针对上述玻璃RPC存在的问题,本文利用一种普通的浮法玻璃和三种强化玻璃制作了四块RPC,并进行了宇宙线性能测试。首先研究这四种玻璃的特性,得出三种强化玻璃有很好的强度和耐酸碱性以及较高的体电阻率,制作完成RPC裸室。接着搭建所用的测试平台,然后测量由这四种玻璃制成的RPC探测效率、单计数率和暗电流。结果对比表明,这四种玻璃制成的RPC具有良好的性能,高电阻使RPC需要较高的电压达到效率坪区,也使其特别适合低本底的实验。根据实验测量结果,在江门中微子实验背景下,通过理论和模拟计算RPC模块不同触发模式下的效率、噪声偶然符合率和挑选u子的纯度,从而得到模块中合理的RPC层数及相应的触发模式,同时也为其他的深地实验的反符合探测器提供参考。
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