1、用于宇宙射线缪子探测的THGEM探测器及该探测器在辐射防护领域的新应用,庞洪超中国原子能科学研究院辐射安全研究所,一、基于THGEM宇宙射线缪子描迹仪系统二、基于THGEM探测器在辐射防护领域的应用,目录,一、基于THGEM宇宙射线缪子描迹仪系统1、检验薄型THGEM的优良特性2、对作为最小电离粒子的子，其在这种气体探测器中的响应效果3、第三点是为面向教学实验开辟新型气体探测器的领域。进一步目的是为同步辐射中心和散裂中子源工程两项大科研平台需用的束流监控器和衍射谱仪等创造自制探测器能力的条件以及可能的远景科研项目如暗物质探索、切伦科夫探测器的国际合作等奠定基础。,设计思路,1、探测器系统,Ne
2、电离功:36.2eV/离子对Ne密度：8.385X10-4g/cm34GeV子在Ne中损失能量：2.312MeV cm2/g1.5cm厚的Ne气体产生离子对：80个Ar电离功:26.2eV/离子对4GeV子在Ar中损失能量：2.061MeV cm2/gAr密度：1.662X10-3g/cm31.5cm厚的Ar气体产生离子对：196个5.9keV Fe55X射线在Ar中产生约220离子对高能子在1.5cm漂移区内产生的信号要小于Fe55产生信号,所以要注意选择漂移区的深度及气体等,Height=60mm,本实验用电流前置放大器(32路)选自原夏威夷大学为BES漂移室使用的放大器，GEM成像曾用9
3、6路,前置放大器输入(浅蓝)输出(黄色)图放大倍数约50倍,前置放大器实物图每盒16路,共两个盒,2、前置放大器,3、SGS 卡和单片机,SGS 卡(原ALEPH国际合作MUON探测器读出板)为了减小整个装置的体积，避免使用CAMAC机箱插件，选择了单片机,移位寄存器输入(本装置不需要),移位寄存器输出,输入16路前放的信号,输入16路前放的信号,SGS 卡内部芯片集成了甄别及成形器以及移位寄存器，同时可以给出输入信号的DigitalOR信号，可利用此信号作系统触发，每块SGS卡负责采集32路前置放大器的信号，通过甄别器转换成数字脉冲信号送入移位寄存器，等待触发信号DigitalOR选通，数字
4、信号由移位寄存器串行输出。单片机:通过协作方式编写单片机控制程序，USB接口输入PC).,SGS卡调试,1、波形发生器信号：脉冲幅度：100mv；脉冲宽度：2.5m2、利用4.7k的电阻，使得DigOR信号幅度足够大，5V3、阈电压利用5V分压至50mv4、有信号输入则产生DigOR信号（5V，3s），低电平有效，产生SRLoad信号，同时延迟一定时间产生SRCK信号，SRCK信号宽度要小于SRLoad信号，对应时间信号上升沿产生SRout信号5、SRout信号加510P电容（过大也不行），使产生的脉冲信号有一定宽度。,4、数据处理,1.单片机控制程序Keil2.基于Labview程序，进行数
5、据获取与处理3.图形界面及在线显示(利用上下两层各16个Pad的探测器读出信号来确定muon的穿过径迹并用立体图显示在计算机屏幕上，可以为教学演示和实验用）,5、试验条件及结果,5.1 THGEM工作电压,5.2系统实物图,5.3系统工作界面,望远镜系统的接收度,A1方型精确公式:（w2/4）(3t/L)tg-1(t/L)+t2/(t2+L2)宽w=5cm,长t=5cmA2近似公式: SS下探测器面积, 为上探测器对下探测器中心点所张立体角,6、小结,1、该系统可以较准确的测量缪子2、多路数据获取系统的应用3、该系统的建立为基于THGEM探测器的其他应用打下基础。,1、微剂量学研究2、内照射剂
6、量监测仪（可联合使用）3、大面积表面污染监测仪,二、在辐射防护领域新应用,2.1大面积位置灵敏表面污染监测仪,全身计数器的发展状况,手脚沾污仪的发展,场所表面污染监测仪,2.2研究方案,1）研究目标： 在核探测方面，基于THGEM的表面污染监测仪与传统的表面污染仪相比较，该探测器具有位置分辨的能力，可以精确确定粒子的位置，有效面积可以更大、结构简单。 完成一套基于THGEM的大面积表面污染监测仪，该系统有效面积可达200mm200mm，对、粒子的本征探测效率高于95%，位置分辨能力5mm。,2）研究内容：a)大面积（1010 cm23030cm2）THGEM 研制 b)电子学线路设计 条X-Y式多路读出c)软件开发图形的实时显示等。,2.2研究方案,谢谢！,
