对高温高密重子物质的研究是现代物理中十分重要且富有挑战性的工作,可以提供强子在介质中的相互作用以及核物质状态方程等信息,近而对夸克禁闭、手征对称破缺、核物质相变和相变临界点等重大基础科学问题进行研究,这对理解早期宇宙的演化以及中子星的形成都意义重大。为了实现升级计划,俄罗斯联合核研究所（JINR）已经开始建造新的加速器群,即基于超导粒子加速器的离子对撞机（NICA）。NICA可以在很大的原子质量范围内提供重离子碰撞,大至Au-Au碰撞（质心能量为（?）=4-11GeV,平均亮度为L≈1027cm-2s-1）,小至质子-质子碰撞（（?）=4-20GeV,L≈1030cm-2s-1）。在NICA对撞机上共有两个对撞点,这为两个探测器提供了同时操作的可能性。其中一种探测器,即多功能探测谱仪（MPD）,专门用于研究重离子碰撞中的热和致密物质的特性。MPD探测谱仪需要在高亮度下对相对论重离子碰撞中产生的粒子进行时间和空间信息测量,要有很高的探测效率,出色的粒子鉴别能力以及大的相空间覆盖能力。同时,成本要相对合理。电磁量能器（ECal）是MPD的重要子探测器。MPD-ECal的测量目标是测量光子和电子的位置和能量。在综合考虑了所有因素（高能量分辨率,高颗粒度,到顶点足够大的距离,小的Moli’ere半径,高磁场和高时间分辨率）之后,最终选择了 shashlik型电磁量能器。整个ECal为桶形结构,共由43008个ECal模块（tower）组成。每个模块由220层铅片和闪烁体片组成,厚度分别为0.3 mm/1.5 mm。模块的横截面为4×4 cm2。为了减少死区效应,所有模块应以小角度从四个侧面进行切割,这将显著提高ECal的位置分辨率和性能均匀性。本课题从NICA/MPD电磁量能器的模拟,关键技术研究和原型机测试三个方面入手,实现了对MPD-ECal较为完整的研究。第一,通过使用GEANT 4和MpdRoot模拟软件对探测器模块和探测器整体进行了模拟,具体结论如下。通过模拟确定了 ECal模块的尺寸,在选定尺寸下探测器所能实现的物理性能达到最佳。模拟得到了探测器能量响应的线性能谱,验证探测器具有很好的线性响应。鉴于MPD-ECal会参与粒子鉴别,模拟得到了不同种类粒子在ECal模块中沉积能量的差异,验证了探测器模块实现粒子鉴别的可行性。模拟了 3x3模块阵列情况下的探测器位置分辨率,经过辅助校正,得到探测器在3 GeV能量下位置分辨率可以达到3 mm。测量了 MPD-ECal的整体能量沉积,模拟得出结论,能量沉积是和入射粒子能量相关的单值函数,与粒子赝快度无关。通过模拟数据分析,掌握了π0重建方法,得到了π0重建能谱。第二,对MPD-ECal的关键技术进行了研究,具体研究结果如下。研究了闪烁体发光性能,掌握了光电子数测量方法,并挑选出发光性能优异的塑料闪烁体。研究了波长转换光纤（WLS Fiber）的发光性能和机械性能。得出结论,BCF91A和Y11两种WLS Fiber在发光性能上保持一致,但Y11在抗弯折性能上表现更为稳定,BCF91A的抗弯折能力较差。研究了 MPD-ECal所需使用的各种反光材料的反光性能,从中挑选出很多性能优异的材料,对之后的探测器优化具有指导意义。掌握了原型机制作过程中的关键技术,如尺寸精度控制,加压方法,楔形模块切割方法等,同时研究了温度变化对ECal模块的机械稳定性的影响。这些关键技术的掌握为shashlik量能器的制作积累了非常宝贵的经验。截至目前,已经成功完成了 1个ECal模块原型机和2个ECal单元原型机的制作工作,为原型机测试提供了条件。第三,完成了原型机的宇宙线测试和束流测试,测试结果如下。对ECal模块原型机进行了测试,通过对比SoLID-ECal宇宙线实验结果,认为ECal模块能量分辨率已经达到了 5%/（?）的水平。前往DESY对2个单元原型机进行了电子束流测试。实验结果表明探测器单元具有非常好的能量线性响应。在束流能量本身存在5%左右能量展宽的情况下,测得探测器两个不同位置的能量分辨率分别为4.56%/（?）和4.42%/（?）。测试了探测器的时间分辨率,结果表明探测器的时间分辨已经达到了 212 ps,满足小于1 ns的硬性要求。通过对多组横向和纵向位置扫描的数据,得到了探测器的位置分辨率。结果表明,在1.6 GeV下,探测器的位置分辨率可达4.7 mm。所有这些结果表明,ECal单元原型机完全能够满足NICA/MPD的要求。今后仍有很多工作值得继续研究,包括探测器标定,对撞实验运行,实验结果分析和物理讨论等。