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RHIC STAR飞行时间探测器MRPC模块批量生产的质量控制与性能研究

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文摘

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特别感谢

第1章 引言

1.1 宇宙大爆炸

1.2 标准模型与量子色动力学

1.3 夸克胶子等离子体(QGP)

1.4 RHIC加速器

1.5 STAR探测器

1.6 时间投影室TPC

1.7 飞行时问探测器TOF

1.8 RHIC上的相对论重离子对撞

1.8.1 集体流现象

1.8.2 反超氚的发现

第2章 多气隙电阻板室与宇宙线测试系统

2.1 MRPC的发展

2.2 MRPC的基本结构

2.3 MRPC的工作原理

2.4 宇宙线测试系统

2.4.1 配气系统

2.4.2 望远镜系统

2.4.3 数据采集系统

2.4.4 数据分析

第3章 MRPC的批量生产与质量控制

3.1 MRPC批量生产的准备工作

3.1.1 超净室的建立

3.1.2 原材料的准备和质量控制卡

3.1.3 MRPC制作工艺和质量检测流程的制定

3.1.4 MRPC合格标准的确定

3.2 MRPC装配的质量控制

3.2.1 MRPC电极的质量控制

3.2.2 MRPC厚度的检测与控制

3.3 MRPC宇宙线性能测试的质量控制

3.4 MRPC数据库的建立

第4章 MRPC数据库网站

4.1 MRPC数据库的结构

4.2 MRPC数据库网站

4.2.1 用户权限

4.2.2 页面介绍

4.3 数据库网站的作用

4.4 小结

第5章 数据处理方法的改进以及性能参数的关系研究

5.1 幅度信号的处理

5.1.1 对pedestal的处理

5.1.2 对ADC谱的处理

5.2 望远镜系统的参考时间

5.3 时间信号的判选

5.4 批量测试的数据处理结果

5.5 MRPC各性能参数的关联

5.5.1 ADC谱的峰位MPV和展宽sigma

5.5.2 MPV vs时间分辨

5.5.3 MPVs雪崩信号比例

5.5.4 雪崩信号比例vs时间分辨

5.5.5 探测效率

5.6 MRPC裸室厚度的测量和与性能参数的关系

5.7 结论

第6章 总结

附录A MRPC数据处理程序

参考文献

攻读期间的研究成果及发表的论文

致谢

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摘要

高能重离子对撞是人们目前探索新的物质相的主要手段。通过研究高能核核碰撞形成的高温高密度环境下核物质的相互作用和性质,对于理解有关宇宙的形成和演化也有重要的意义。美国布鲁克海文国家实验室(BNL)相对论重离子对撞机(RHIC)是世界上中心对撞能量最高的加速器之一。它的主要物理目标是寻找夸克胶子等离子体(QGP),研究其性质,寻找相变临界点。而2006年开始的中美合作建造基于MRPC技术的飞行时间探测器是RHIC-STAR探测器升级的核心部分。MRPC具有探测效率高,时间分辨好等许多优点。STAR桶部飞行时间探测器的升级大大扩展了STAR探测器的粒子鉴别能力,使得许多物理实验成为了可能。
   本论文第3章介绍了中美合作大批量生产MRPC模块期间,中国科大高能组在MRPC批量生产的质量控制方面所做出的诸多工作,包括前期对MRPC的R&D,超净室的建造,MRPC生产材料的市场调查和质量控制,生产流程的标准化,模块合格标准的确立,电极的制作工艺要求和漏电流测量,MRPC模块的机械尺寸控制,宇宙线性能测试的流程安排,MRPC数据库网站的建设等。因为这些工作,中国科大高能组提前半年完成了全部的生产和测试任务,所生产的MRPC模块的优异性能得到美方的一致好评。
   第4章对于数据库的框架,网站的结构,网站的使用,在质量控制方面起到的作用进行了论述。MRPC数据库网站的开发建设是本人在MRPC批量生产的质量控制方面做出的主要工作,它对于MRPC模块生产情况和测试结果的保存起到了积极的作用,使合作组成员对于MRPC信息能及时掌握。
   第5章是本人在掌握了大批量的MRPC测试结果的基础上,对于MRPC的性能参数进行的研究和讨论。为了使测试结果的分析准确可靠,在前人的基础上,对宇宙线测试结果的处理方法做出了一些合理化的改进,排除了一些不稳定因素对于测试结果造成的影响。对于新的处理结果得到的MRPC的各种性能参数做了大量统计,对性能参数间的关系作了研究,得到了一些结论。这些研究使得我们对MRPC的工作机理有了进一步的了解。

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