宇宙线缪子成像的探测器基础课件

1、2017年10月31日LHC探测器升级2017年度总结会1outlineATLAS BI RPC升级目标本年度开展的主要工作年度工作计划及完成情况小结LHC：升级计划2017年10月31日LHC探测器升级2017年度总结会2ATLAS Phase-II缪子探测器升级2017年10月31日LHC探测器升级2017年度总结会3前向缪子探测器（多层GEM）窄气隙RPC缪子触发探测器缪子探测器电子学升级完成 子探测器和一级触发及相关电子学的预研究, 确定方案并启动建造现有的ATLAS RPC muon系统2017年10月31日LHC探测器升级2017年度总结会4共6层独立的RPC，每层RPC在和两维方

2、向上测量缪子的位置OUTER LAYER主要用于High pT触发MIDDLE LAYER主要用于Low pT触发在最内层（INNER LAYER）没有RPC探测器RPC系统面临的主要问题2017年10月31日LHC探测器升级2017年度总结会5寿命问题：设计指标：积分电荷0.3C/cm2，相当于在100Hz/cm2计数率下工作10年。到HL-LHC阶段，RPC已经达到工作寿命。只能运行在低工作电压下，探测效率45%。计数率限制在HL-LHC亮度下，RPC计数率将提高约一个量级，达到300Hz/cm2。解决方法：在桶部最内层增加三层RPC计数率：300Hz/cm2提高位置分辨：实现muon t

3、racking提高时间分辨：bunch crossing识别L=71034cm-2s-114TeVRPC探测器升级目标2017年10月31日LHC探测器升级2017年度总结会6通过对电极材料的改进、室体结构的优化、读出方法的设计、以及工作条件的研究，结合新型的前端电子学和读出电子学，系统提高RPC 的各项关键性能，达到ATLAS Phase II 升级的指标要求；建立专用的探测器性能测试系统；完成探测器设计并实现小批量工程样机试制；建立并完善批量建造的工艺流程、质量控制、性能检测体系，为Phase-II 升级工程建造奠定基础。针对ATLAS Phase-II阶段升级的对RPC缪子触发探测器更高

4、的计数率能力、时间分辨、位置分辨及抗老化性能的需求，开展RPC 探测器性能研究。探测效率：95% 计数率：1kHz/cm2时间分辨：1ns 位置分辨：1mm工作寿命：LH-LHC亮度下工作10年访问Roma二大郭军、孙勇杰，于2017年5-6月期间，访问罗马二大。参观了RPC制作公司General Tecnica和罗马二大的实验室，详细了解了大批量RPC制作的主要设备、RPC整体装配过程、探测器和电子学测试过程，及目前开展的主要工作。商定了购买用于R&D的RPC prototype的设计方案细节，已下单，预计10月底制作完成。访问期间讨论了phase-II升级阶段急需开展的主要工作：探测器读出

5、单元的模拟研究和设计FEE前放芯片/板级测试与集成读出板批量制作方案与工艺新型气体成分研究与测试2017年10月31日LHC探测器升级2017年度总结会7参加BIS 7/8 RPC原型建造科大刘啸天7-8月参加罗马二大RPC装配工作，学习RPC组装的关键技术。2017年10月31日LHC探测器升级2017年度总结会8Readout patternGas gap新型FE boardBIS7/8原型探测器束流测试2017年10月31日LHC探测器升级2017年度总结会9原型探测器结构电子学连接及束流位置数据获取系统束流测试初步结果2017年10月31日LHC探测器升级2017年度总结会10束流位置

6、Gap 1Gap 2Gap 3探测效率（低压待优化）Cluster size时间分辨单层：489psL1 Barrel Muon trigger monitoring科大李亨参加了ATLAS桶部muon触发性能监控软件工作初步完成了RPC触发时间、效率等的监控软件开发2017年10月31日LHC探测器升级2017年度总结会11探测器材料订货订购RPC气室：5050cm，15个10050cm，3个RPC读出pattern：5050cm，30个10050cm，3+3个Milled Copper on PET foil：1米20米完成时间：10月底2017年10月31日LHC探测器升级2017年度总

7、结会12宇宙线测试系统科大部：已订购气体系统、高压插件、低压电源等，结合已有设备，具备宇宙线测试系统的基本构成山大部：数据获取系统：VME bridge V1718、Digitizer V1743（抽样率最高3.2GHz ）、已开发了DAQ软件高压电源：15kV高压电源：N1570（正办免税手续，下月到货）配气系统：MT-300X气体混合仪：三路输入/四路输出、总流量：10-200SCCM，已签采购合同，下月到货上交部：已具备高压系统、气体系统、数据获取系统等基本构架。2017年10月31日LHC探测器升级2017年度总结会13年度进展及完成情况年度任务考核指标完成情况2016.7-2017.

8、6窄气隙RPC 材料和设备采购，材料性能测试，RPC 探测器设计完成RPC 探测器设计和材料性能测试；基本完成（材料性能测试待完成）2017.7-2018.6不同构型RPC 原型探测器的制作和测试，优化RPC 探测器结构，参与TDR撰写完成4040cm2 RPC 原型探测器制作，开展性能研究；即将开展探测器性能研究2017年10月31日LHC探测器升级2017年度总结会14队伍姓名单位职称分工赵政国中科大正高课题负责人孙勇杰中科大副高RPC探测器研制刘衍文中科大正高Muon物理需求郭军上交大正高RPC性能研究冯存峰山大正高RPC性能研究2017年10月31日LHC探测器升级2017年度总结会1

9、5正高：四人副高：一人工程师：二人技师：三人博士后：三人博士生：五人下一步计划完成RPC探测器装配同步开展探测器性能研究根据模拟研究，优化探测器设计研究新型的读出方法、装配工艺、工作条件2017年10月31日LHC探测器升级2017年度总结会16经费使用情况分项预算数已到账累计执行数执行率设备费16.270%5.0材料费319.76.9测试化验加工费77.013.2燃料动力费14.00差旅费31.82.9会议费14.40国际合作与交流134.161.7出版文献信息传播3.20.1劳务费160.48.0专家咨询费5.00.7其他86.849.8间接费137.4100.0外拨240.0173.0合计1240.0421.048%2017