CSRm外靶实验装置中快塑料闪烁体阵列型探测器研制

随着HIRFL-CSR工程的顺利完工，更高能量和更多种类的束流可以用于实验，大大拓展了可开展的核物理实验研究的内容。为了更好的利用束流，促进核物理实验研究的深入，设计和建造新的大规模探测设备成为必然。本论文工作针对CSR主环外靶实验终端建设，完成了利用飞行时间方法探测中子和带电粒子的两种快塑料闪烁体探测器阵列的研制。其中中子探测器有效体积为1.5  1.5  1 m3，包含252个，两种不同结构的探测单元；每组带电粒子探测器（TOFW）由60个探测单元构成，有效探测面积为1.21.2m2。论文工作通过解决材料加工、抛光、粘接、单元包装、测试等一系列工艺难题，完成了中子探测器和三组TOFW探测器的安装和测试。利用宇宙射线测试得到两种类型中子探测单元和TOFW探测单元的平均时间分辨分别为278 ± 59、272 ± 44和258 ± 51 ps，扣除各种因素后，探测单元的本证时间分辨可以达到80、100和150 ps；对后者利用12C重离子束流在线测试，得到本证时间分辨好于70 ps,完全满足设计的要求。论文工作中还设计完成了探测单元中光电倍增管高压系统的控制和监测系统，并建立了以LED为光源的光刻度系统，用于探测单元的刻度和工作状态的在线监测。在终端现场对探测器进行的初步在束测试表明，两种探测器工作稳定，运行良好，其性能均满足实验需求