Shashlyk电磁量能器反光层性能研究

基金项 目： 国家 自然科学 基金 （ １ １ ４ ７ ５ １ ０ ６ ） 资助。
作者简介 ： 李昂（ １ ９ ９ ５一） ， 男， 山东滕 州人 ， 本科 生 ，
为确定 Ｐ Ｍ Ｔ的增 益 ， 首先测量 Ｐ Ｍ Ｔ的单
光电子谱 。图２为一只 Ｐ Ｍ Ｔ在 １ ５ ０ ０ Ｖ电压下 的单光 电子谱测量结果 ， 左侧 的峰仅截取 了一
８ ７ ３
物理专业。通信作者 ： 焦健斌 ， 男， 副教 授 ， Ｅ— ｍ ａ ｉ ｌ ：
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二 三 兰： ： 兰兰兰兰三
当宇宙 线 子 同时 穿 过 顶 部 触 发 闪 烁 体 和底 部触 发 闪烁 体 ， 两 个 触 发 闪烁体 的信号 通 过低 阈甄 别 器 后 进 入符 合 逻 辑 单元 ， 产 生 门信 号， Ｑ Ｄ Ｃ接收 到 门信 号 后 开始 采 集待 测 闪烁体 的信号 。为使 待测 闪烁 体 的信号 能落人 门信号 内， 各路待 测 闪烁体 输 出信 号都 进行 了延时 。
Ｓ ｈ ａ ｓ ｈ ｌ ｙ ｋ电磁 量 能器 反 光 层 性 能 研 究
李昂 ， 冯 思远 ， 张忠泉 ， 焦健斌
（ １ ． 山东大学 ， 济南 ２ ５ ０ １ ０ ０ ； ２ ． 山东师范大学 附属 中学 ， 济南 ２ ５ ０ ０ １ ４ ）
摘要 ： Ｓ ｈ ａ ｓ ｈ ｌ ｙ ｋ电磁量能器采用 薄片型 闪烁体 ， 包裹 闪烁 体的反 光层 材料对 其 光学性 能有 重要影 响。本工作搭建 了一套宇宙线 子测试系统 ， 测量不 同反光层材 料对 闪烁 体光学性 能 的影 响。测量结 果表 明 ， 反光层 材料 的反 射率是影响 闪烁体光收集效率的主要 因素 。 关键词 ： Ｓ ｈ ａ ｓ ｈ ｌ ｙ ｋ ， 电磁量 能器 ， 闪烁体 ， 反光层 ， 宇宙线 子
实验中考虑了 ４种反光层材料 方案 ， 方案 不放任何反光层材料 ， 闪烁体直接与铅板接
触， 铅片表面为灰色 ； 方案二的反光层采用普通 打印纸 ， 该种材料表面为漫反射 ； 方案三使用杜 邦公司生产的 Ｔ ｙ ｖ ｅ ｋ 膜， 该材料表面 以漫反射 为主， 反射率可高达 ９ ５ ％； 方案 四使用铝膜 ， 铝 膜表面主要是镜面反射 ， 反射率约为 ８ ０ ％【 ５ 】 。
第３ ６卷
２ ０ １ ６年
第８ 期
８月
核 电子学与 探测 技术
Ｎｕ ｃ ｌ ｅ ａ ｒ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ＆ Ｄｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
Ｖ０ １ ． ３ ６ Ｎｏ ． ８ Ａｕ ｇ ． ２ ０ １ ６
一
实验采用 Ｓ ｈ ａ ｓ ｈ ｌ ｙ ｋ电磁量能器 ， 其 闪烁体为边 长ｌ ２ ． ６ ｃ ｍ 、 厚１ ． ５ ｍ ｍ的正六边形塑料闪烁体 薄片， 闪烁体片两侧加反光层 以提高光收集效 率。根据该闪烁体几何形状 ， 搭建了一套基 于 宇宙线 子的测试系统 ， 研究不同反光层材料 对闪烁体薄片光收集效率的影响。
Ｃ Ｒ ２ ８ ４型光电倍增管 （ Ｐ Ｍ Ｔ ） ， 分压器使用锥形
分压电路 ， Ｐ Ｍ Ｔ 外缠绕一层绝缘材料 ， 再裹一层磁屏蔽膜。 Ｐ Ｍ Ｔ性能指标通过 山东 大学多功能 Ｐ Ｍ Ｔ自动 测试平 台 进行标定。
加工， 其光产额约为蒽晶体 的 ６ ０ ％。测量过程
收稿 日期 ： ２ ０ １ ６— ０ ７— ２ ９
Ｑｔ ） Ｃ
图 １ 闪 烁 体 测试 单 兀 结 构 剖 面 图 ， Ｐ Ｍ Ｔ
与闪烁体侧边通过空气直接耦 合。
部分， 是电子学的台阶值 ， 右侧 的峰为 Ｐ Ｍ Ｔ单 光 电子 峰 。对 测量 结 果 进 行 高 斯 拟 合 ， 其 中 电
子学 台阶拟合值 为 Ｖ ＝６ ５ ２ ． ８ ｃ ｈ ， 单光 电子 峰
值为 Ｖ ｓ Ｐ Ｅ ＝ ６ ８ ９ ． ０ ｃ ｈ 。电量数字转换器（ Ｑ Ｄ Ｃ ） 的Ｌ Ｓ Ｂ（ 每道 电荷 量 ） 标定为０ ． ０ ２ ９ ｐ Ｃ ／ ｃ ｈ ， 可
得Ｐ Ｍ Ｔ的增 益 Ｇ为 ：
Ｇ ＝［ （
一 ）×Ｌ Ｓ Ｂ］ ／ １ ． ６×１ ０ （ １ ）
中图分类号 ： Ｏ ５ ７－ ０ ９ ３ ４ （ ２ ０ １ ６ ） ８ ０８ － ７ ３ － ０ ４
Ｓ ｈ ａ ｓ ｈ ｌ ｙ ｋ电磁量能器 由塑料 闪烁体薄 片、 反光层和铅片逐层堆叠而成 ， 并 由贯穿其中的 波长位移光纤把闪烁光导出Ｌ ｌ － ｚ ３ 。波长位移光 纤收集闪烁体发出的光子 ， 其收集效率与闪烁 体的几何形状和包裹闪烁体所用的反光层材料 相关 ’ ］ 。
美 国杰弗 森 国家实 验 室 计 划 建造 的 Ｓ Ｏ Ｌ Ｉ Ｄ
中Ｐ Ｍ Ｔ （ 光 电倍增管 ） 与闪烁体 的窄边侧面直
接耦合 ， 不使用波长位移光纤 。 １ ． １ 闪烁 体反 光层 设计 实验中把 ３片闪烁体叠在一起测量 ， 叠放 方式如图 １ 所示 ， 模仿 Ｓ ｈ ａ ｓ ｈ ｌ ｙ ｋ型量能器 的结 构， 闪烁体两侧分别加反光层 ， 每层闪烁体之间 放一片Ｏ ． ５ ｍ ｍ厚的铅片 ， 通过外力压实 ， 使各 层之间紧密结合。
１ ． ２ 光 电倍 增管标 定
１ 测 量 方 法
实验使用的闪烁体是 由北京高能科迪科技
有 限公 司按照 Ｓ Ｏ Ｌ Ｉ Ｄ实 验 的要 求 定 制 ， 使 用 磨 具 通过 挤 塑 工艺 生产 ， 表 面 和小 孔 未 进行 机 械
实 验采 用 北 京 滨 松 光 子 技 术 有 限 公 司 产