1、低气压裂变TPC的设计与测试 张 毅第九届全国先进气体探测器研讨会 东莞物理目标2022年7月26日低气压TPC的设计与测试2 裂变总截面 势垒高度和宽度 势能曲面的整体性质 裂变产物分布 鞍点到断裂点的裂变路径 势能曲面的局部细节特性 多观测量的关联测量n+232Th(1970)n+235U(2012)实验原理2022年7月26日低气压TPC的设计与测试310 cm10 cm10 cm10 cmTdrift缓发射线与径迹信息符合测量事件级别的多参数关联测量低气压气室及气压测控系统2022年7月26日低气压TPC的设计与测试4真空规：HM27CA(0-50KPa)-3-A1-F3-W2 压力类
2、型压力类型电容薄膜绝压电容薄膜绝压测量范围0-50KPa综合精度+-0.1%FS信号输出420mA（1236V DC）DDC-JQ25A 电磁真空带充气阀ZDMC-I-LED压强自动控制仪器ZJ-1C-20A/KF10真空规2XZ-4B型直联旋片式真空泵ZDT-5型调节阀配气仪减压阀双层GEM膜增益测试2022年7月26日低气压TPC的设计与测试5距离距离压差压差电阻电阻漂移4mm400V第一层GEM70m300V2M传输区2mm450V3M第二层GEM70m300V2M感应区2mm600V3M工作气体：Ar(90%)+CO2(10%)GEM 膜最下层引出信号55Fe x射线源能量分辨30%读
3、出电极的设计与建造2022年7月26日低气压TPC的设计与测试6灵敏区灵敏区 ：202010 10 cmcm2 28 8层层 PCB PCB 板板读出电极数读出电极数 1600+1600+相邻电极不同层引出，减小串扰，但需要上位机位置解码 FEE与读出电极接地充分，利于抑制噪声 电极大小不一，数据刻度过程复杂 内层(6cm)主要考虑能损测量，电极宽度2mm 外层主要用于空间位置测量，电极宽度4mm数据获取系统2022年7月26日低气压TPC的设计与测试7光纤-网口：传播速度快，实测100MB/s稳压电源供电Xilinx V5 FPGA芯片，性能强劲可与4个背板相连 脱离VME机箱限制 光纤数据
4、传播速度快 自行开发固件，可实现在线数据压缩 提升APV25 实用性能(6个采样30个采样，最大漂移距离3cm)APV Readout Board Designed by LZU2017.7.4缓发gamma测量系统2022年7月26日低气压TPC的设计与测试8角度调节24个螺孔，15滨松 CR105(51mm)光阴极：双碱波长范围：300-650 nm，可以搭配 NaI 或 CsI暗电流 30 nA(1250V)信号采集：高速数据采集卡 ADQ412，12bit,3.6GS/s USB传输针对探测效率及本底抑制的仿真优化仍在进行中数值模拟与计算2022年7月26日低气压TPC的设计与测试9基
5、于ANSYS的静态电场计算不同气压下GEM膜的电压-增益关系不同裂变母核的碎片分布(A,Z,E.)不同碎片的探测器接收度分析碎片径迹的模拟碎片能损与有效电荷的分析基于测量数据的神经网络分析2022年7月26日低气压TPC的设计与测试10通过缓发射线准确获取37组裂变数据人工神经网络+蒙卡模拟通过37组准确实验数据刻度3000组裂变碎片，提高测量精度人工神经网络通过刻度后的3000组裂变数据去刻度其余裂变碎片的信息精度达到要求靶厚300g/cm2，事件率约10min/event,探测时间4个月，共累积3万例事件裂变后 0.5s，缓发射线几率：31%闪烁体几何接受度：0.15，探测效率1.2%射线总的绝对强度10%未来的研究计划2022年7月26日低气压TPC的设计与测试11近期工作(未来3-6个月)：241Am 源的低气压径迹测试 基于全面模拟数据的神经网络算法开发、验证 安装、调试闪烁体晶体中期工作(未来6-15个月)：55Fe 源的探测器增益均匀性测试与刻度 Am-Be 中子源试运行远期工作 散裂源/反应堆束流申请？感谢近物所、高能所合作者的大力支持！欢迎大家批评指正！2022年7月26日低气压TPC的设计与测试12
