基于Qt框架的APV25数据采集系统研究

Qt框架是基于C++的跨平台可视化编程框架.本文采用APV25电子学前端卡、APVDS电子学数字化后端板和基于Qt框架的数据采集软件,开发了具有高通道数、高性能和高集成度的数据采集系统.该系统可跨平台使用并显示实时采样波形.数据采集系统最多可使用16块APV25前端卡、4个APVDS,通过千兆以太网经交换机与计算机连接.通过测试,该系统可在1024通道下工作并实时显示采样波形,传输速率可达715 Mb/s,且测试中系统能以1.70 kHz的触发率在单次触发连续采样31个点模式下稳定工作.与原系统相比,显著提高了通道数量,简化了系统操作,提高了测量的效率与稳定性.采集系统未来可扩展通道数量为2048,适用于大面积微结构气体探测器实验.

宇宙线缪子散射成像模拟与算法研究

本文验证了基于Micromegas探测器的宇宙线缪子散射成像系统进行快速核材料检测的可行性,并对实验室宇宙线缪子成像系统原型进行参数估算.基于Geant4程序开发了用于模拟宇宙线缪子物理过程、传输径迹及Micromegas探测器响应的模拟程序.在模拟数据的基础上,实现并改进了两种主要的宇宙线缪子散射成像算法.根据模拟和成像结果,1m×1m成像系统可在10min内检测到被重元素屏蔽的核材料.10cm×10cm成像系统的缪子事例触发率为0.16s^-1,要获得较为清晰的成像结果,要求探测器位置分辨率达到300μm,探测器增益为1000时实际测量事例至少需要20h.

10cm×10cm Bulk Micromegas探测器的研制

Bulk Micromegas探测器是一种新型微结构气体探测器.利用光蚀刻技术制作了有效面积为10cm×10cm的多通道Bulk Micromegas探测器.对探测器的各通道进行了电容测试,显示探测器具有较好的均匀性.在Ar+10%CO2气体中,使用55Fe放射源和自主研制的基于APV25前端卡的数字化电子学,对制作的有效面积为10cm×10cm的探测器进行了测试,其结果显示探测器性能良好,能得到清晰的二维事件分布图.该探测器目前全部工艺国产化,并能进行批量生产,成品率接近100%.

应用于PandaX-Ⅲ实验探测器测试平台的Bulk Micromegas性能研究

探测无中微子双贝塔衰变的PandaX-Ⅲ实验需要一个能同时对多个Micromegas探测器的增益、能量分辨、坏道分布、位置分辨等性能参数进行测试的平台,为此中国原子能科学研究院建立了PandaX-Ⅲ实验探测器测试平台.本文采用由光蚀刻技术制作的Bulk Micromegas对该测试平台进行研究:利用55Fe放射源在Ar+10%CO2的流气情况下,使用基于AGET读出芯片制作的通用读出电子学进行数据采集;运用C++与ROOT软件库编写相应的后端数据分析软件,并对数据进行了分析.测试结果表明,PandaX-Ⅲ实验探测器测试平台各系统工作状态良好,应用于测试平台的Bulk Micromegas探测器具有良好的信噪比,X射线成像效果清晰,对5.9 keVX射线的能量分辨率为19.7%.