Разработка конфигурации детектора типа Bulk Micromegas для эксперимента COMPASS

Бесплатно
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0
Завазиева, Дарина Тимуровна Отделение экспериментальной физики (ОЭФ)
Бесплатно
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

В рамках модернизации установки эксперимента COMPASS на суперпротонном синхротроне в ЦЕРН планируется замена части детекторов установки. Одними из “кандидатов” на роль новых детекторов являются детекторы типа Micromegas. Перед началом модернизации необходимо выбрать конфигурацию детекторов, изготовить их и протестировать. В рамках магистерской диссертации была проведена работа по изготовлению и тестированию прототипов детекторов типа Bulk Micromegas двух конфигураций, для них оценены коэффициенты усиления, стабильность работы и энергетическое разрешение.

Глава 1. Введение ……………………………………………………………………………………………………………15
1.1. Микроструктурные газовые детекторы…………………………………………………………………15
1.1.1. Физические основы работы газовых детекторов …………………………………………….16
1.1.1.1. Ионизация………………………………………………………………………………………………….16
1.1.1.2. Фактор Фано …………………………………………………………………………………………….18
1.1.1.3. Энергетическое разрешение……………………………………………………………………….18
1.1.1.4. Диффузия…………………………………………………………………………………………………..19
1.1.1.5. Дрейф………………………………………………………………………………………………………..20
1.1.1.6. Умножение………………………………………………………………………………………………..21
1.1.2. Детекторы типа Micromegas…………………………………………………………………………..22
1.1.2.1. Bulk Micromegas…………………………………………………………………………………………23
1.1.2.2. Microbulk micromegas…………………………………………………………………………………24
1.1.2.3. InGrid ………………………………………………………………………………………………………..25
1.1.2.4. PiggyBack…………………………………………………………………………………………………..26
1.2. Эксперимент COMPASS………………………………………………………………………………………27
1.2.1. Трековая система эксперимента …………………………………………………………………….28
1.2.2. Замена части детекторов ……………………………………………………………………………….30
Глава 2. Изготовление детекторов типа Micromegas в ОИЯИ……………………………………….32
2.1. Технология изготовления детекторов MM ……………………………………………………………….32
2.2. Методика характеризации детекторов MM и результаты сборки первого тестового
прототипа………………………………………………………………………………………………………………………35
Глава 3. Результаты тестирования прототипов для эксперимента COMPASS …………….39
3.1. Эффективное газовое усиление…………………………………………………………………………….40
3.2. Стабильность работы прототипов ………………………………………………………………………..42
3.3. Энергетическое разрешение …………………………………………………………………………………44
3.4. Чувствительность к MIP частицам ……………………………………………………………………….45
Глава 4. Заключение……………………………………………………………………………………………………….47
Глава 5. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение………..48
5.1. Предпроектный анализ…………………………………………………………………………………………….48
5.1.1. Потенциальные потребители результатов исследования …………………………………….48
5.1.2. Анализ конкурентных технических решений с позиции ресурсоэффективности и
ресурсосбережения …………………………………………………………………………………………………….49
5.2. SWOT-анализ………………………………………………………………………………………………………….50
5.3. Инициация проекта …………………………………………………………………………………………………51
5.4. Бюджет научно-технического исследования…………………………………………………………….53
5.4.1 Расчет материальных затрат …………………………………………………………………………..54
5.4.2 Расчет затрат на специальное оборудование …………………………………………………….55
5.4.3. Основная и дополнительная заработная плата исполнителей работы ………………56
5.4.4. Расчет затрат на научные командировки …………………………………………………………57
5.4.5 Контрагентские расходы…………………………………………………………………………………..58
5.4.6. Формирование бюджета затрат………………………………………………………………………58
5.5. Определение ресурсной эффективности исследования……………………………………………..59
5.6. Выводы …………………………………………………………………………………………………………………..60
Глава 6. Социальная ответственность……………………………………………………………………………61
6.1. Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности …………………………..62
6.2. Вредные факторы проектируемой производственной среды……………………………………..63
6.2.1. Вредные производственные факторы, связанные с аномальными
микроклиматическими параметрами воздушной среды на местонахождении работающего
…………………………………………………………………………………………………………………………………..64
6.2.2. Вредные производственные факторы, связанные с электромагнитными полями
переменного характера……………………………………………………………………………………………….66
6.2.3. Вредные производственные факторы, связанные с акустическими колебаниями в
производственной среде……………………………………………………………………………………………..67
6.2.4. Вредные производственные факторы, связанные со световой средой………………….69
6.3. Опасные факторы проектируемой производственной среды …………………………………….74
6.3.1. Электробезопасность…………………………………………………………………………………………74
6.3.2. Пожаровзрывоопасность……………………………………………………………………………………75
6.4. Организационные мероприятия для обеспечения безопасности………………………………..76
6.5. Экологическая безопасность ……………………………………………………………………………………77
6.6. Защита в чрезвычайных ситуациях…………………………………………………………………………..77
6.7. Выводы …………………………………………………………………………………………………………………..78
Список литературы ………………………………………………………………………………………………………..80
Приложение А…………………………………………………………………………………………………………………83
Приложение Б …………………………………………………………………………………………………………………96
Приложение В …………………………………………………………………………………………………………………97

Магистерская диссертация содержит 97 страниц, 21 рисунок, 21 таблицу,
30 источников, 3 приложения.
Ключевые слова: Micromegas детектор, Bulk Micromegas, эксперимент
COMPASS, микроструктурный газовый детектор, эффективное газовое
усиление, частота разрядов, энергетическое разрешение.
Объект исследования – прототипы детектора Bulk Micromegas.
Цель работы – разработка прототипа детектора Bulk Micromegas,
отвечающего требованиям эксперимента COMPASS на СуперПротонном
Синхротроне (SPS) в Европейской организации ядерных исследований (ЦЕРН).
Часть трековых детекторов установки эксперимента COMPASS
нуждается в замене на новые чувствительные плоскости, в качестве которых
рассматриваются детекторы типа Micromegas. Они обладают хорошими
временными и пространственными характеристиками при сравнительно низкой
стоимости и просты в изготовлении и эксплуатации. Для осуществления
модернизации необходимо проведение работы по выбору конфигурации
детекторов, их изготовлению и характеризации.
В ходе работы в Объединенном институте ядерных исследований
проводилась работа по отработке технологии изготовления Micromegas
детекторов, производству первых прототипов и оценке их характеристик.
В результате работы с нуля были изготовлены детекторы типа Bulk
Micromegas двух различных конфигураций – с величиной зазора усиления 128 и
192 мкм; для которых оценена стабильность работы (т.е. частота разрядов);
проведены измерения базовых характеристик прототипов: коэффициенты
усиления и энергетическое разрешение.
Результаты проведенной работы были апробированы на научнометодических семинарах в Объединенном институте ядерных исследований (г.
Дубна, Россия) и Университете г. Турина (Италия), на VIII Международной
молодежной научной школе-конференции «Современные проблемы физики и
технологий» в НИЯУ МИФИ (г. Москва, Россия).

1. Rutherford E., Geiger H. An electrical method of counting the number of αparticles from radio-active substances //Proceedings of the Royal Society of London.
Series A, Containing Papers of a Mathematical and Physical Character. – 1908. – Т.
81. – №. 546. – С. 141-161.
2. Charpak G. et al. The use of multiwire proportional counters to select and
localize charged particles //Nuclear Instruments and Methods. – 1968. – Т. 62. – №. 3.
– С. 262-268.
3. Oed A. Position-sensitive detector with microstrip anode for electron
multiplication with gases //Nuclear Instruments and Methods in Physics Research
Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. – 1988.
– Т. 263. – №. 2-3. – С. 351-359.
4. Sauli F. GEM: A new concept for electron amplification in gas detectors
//Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators,
Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. – 1997. – Т. 386. – №. 2-3. – С.
531-534.
5. Giomataris Y. et al. MICROMEGAS: a high-granularity position-sensitive
gaseous detector for high particle-flux environments //Nuclear Instruments and
Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and
Associated Equipment. – 1996. – Т. 376. – №. 1. – С. 29-35.
6. Şahin Ö. et al. Penning transfer in argon-based gas mixtures //Journal of
Instrumentation. – 2010. – Т. 5. – №. 05. – С. P05002.
7. Leo W. R. Techniques for nuclear and particle physics experiments: a howto approach. – Springer Science & Business Media, 2012.
8. Fano U. Ionization yield of radiations. II. The fluctuations of the number of
ions //Physical Review. – 1947. – Т. 72. – №. 1. – С. 26.
9. Knoll G. F. Radiation detection and measurement. – John Wiley & Sons,
2010.
10. Sauli F. Gaseous radiation detectors: fundamentals and applications. –
Cambridge University Press, 2014. – №. 36.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Читать «Разработка конфигурации детектора типа Bulk Micromegas для эксперимента COMPASS»

    Последние выполненные заказы

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Татьяна П.
    4.2 (6 отзывов)
    Помогаю студентам с решением задач по ТОЭ и физике на протяжении 9 лет. Пишу диссертацию на соискание степени кандидата технических наук, имею опыт годовой стажировки ... Читать все
    Помогаю студентам с решением задач по ТОЭ и физике на протяжении 9 лет. Пишу диссертацию на соискание степени кандидата технических наук, имею опыт годовой стажировки в одном из крупнейших университетов Германии.
    #Кандидатские #Магистерские
    9 Выполненных работ
    Петр П. кандидат наук
    4.2 (25 отзывов)
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт напис... Читать все
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт написания магистерских диссертаций. Направление - связь, телекоммуникации, информационная безопасность, информационные технологии, экономика. Пишу научные статьи уровня ВАК и РИНЦ. Работаю техническим директором интернет-провайдера, имею опыт работы ведущим сотрудником отдела информационной безопасности филиала одного из крупнейших банков. Образование - высшее профессиональное (в 2006 году окончил военную Академию связи в г. Санкт-Петербурге), послевузовское профессиональное (в 2018 году окончил аспирантуру Уральского федерального университета). Защитил диссертацию на соискание степени "кандидат технических наук" в 2020 году. В качестве хобби преподаю. Дисциплины - сети ЭВМ и телекоммуникации, информационная безопасность объектов критической информационной инфраструктуры.
    #Кандидатские #Магистерские
    33 Выполненных работы
    Лидия К.
    4.5 (330 отзывов)
    Образование высшее (2009 год) педагог-психолог (УрГПУ). В 2013 году получено образование магистр психологии. Опыт преподавательской деятельности в области психологии ... Читать все
    Образование высшее (2009 год) педагог-психолог (УрГПУ). В 2013 году получено образование магистр психологии. Опыт преподавательской деятельности в области психологии и педагогики. Написание диссертаций, ВКР, курсовых и иных видов работ.
    #Кандидатские #Магистерские
    592 Выполненных работы
    Андрей С. Тверской государственный университет 2011, математический...
    4.7 (82 отзыва)
    Учился на мат.факе ТвГУ. Любовь к математике там привили на столько, что я, похоже, никогда не перестану этим заниматься! Сейчас работаю в IT и пытаюсь найти время на... Читать все
    Учился на мат.факе ТвГУ. Любовь к математике там привили на столько, что я, похоже, никогда не перестану этим заниматься! Сейчас работаю в IT и пытаюсь найти время на продолжение диссертационной работы... Всегда готов помочь! ;)
    #Кандидатские #Магистерские
    164 Выполненных работы
    Егор В. кандидат наук, доцент
    5 (428 отзывов)
    Здравствуйте. Занимаюсь выполнением работ более 14 лет. Очень большой опыт. Более 400 успешно защищенных дипломов и диссертаций. Берусь только со 100% уверенностью. Ск... Читать все
    Здравствуйте. Занимаюсь выполнением работ более 14 лет. Очень большой опыт. Более 400 успешно защищенных дипломов и диссертаций. Берусь только со 100% уверенностью. Скорее всего Ваш заказ будет выполнен раньше срока.
    #Кандидатские #Магистерские
    694 Выполненных работы
    Евгения Р.
    5 (188 отзывов)
    Мой опыт в написании работ - 9 лет. Я специализируюсь на написании курсовых работ, ВКР и магистерских диссертаций, также пишу научные статьи, провожу исследования и со... Читать все
    Мой опыт в написании работ - 9 лет. Я специализируюсь на написании курсовых работ, ВКР и магистерских диссертаций, также пишу научные статьи, провожу исследования и создаю красивые презентации. Сопровождаю работы до сдачи, на связи 24/7 ?
    #Кандидатские #Магистерские
    359 Выполненных работ
    Глеб С. преподаватель, кандидат наук, доцент
    5 (158 отзывов)
    Стаж педагогической деятельности в вузах Москвы 15 лет, автор свыше 140 публикаций (РИНЦ, ВАК). Большой опыт в подготовке дипломных проектов и диссертаций по научной с... Читать все
    Стаж педагогической деятельности в вузах Москвы 15 лет, автор свыше 140 публикаций (РИНЦ, ВАК). Большой опыт в подготовке дипломных проектов и диссертаций по научной специальности 12.00.14 административное право, административный процесс.
    #Кандидатские #Магистерские
    216 Выполненных работ
    Дмитрий М. БГАТУ 2001, электрификации, выпускник
    4.8 (17 отзывов)
    Помогаю с выполнением курсовых проектов и контрольных работ по электроснабжению, электроосвещению, электрическим машинам, электротехнике. Занимался наукой, писал стать... Читать все
    Помогаю с выполнением курсовых проектов и контрольных работ по электроснабжению, электроосвещению, электрическим машинам, электротехнике. Занимался наукой, писал статьи, патенты, кандидатскую диссертацию, преподавал. Занимаюсь этим с 2003.
    #Кандидатские #Магистерские
    19 Выполненных работ
    Анна С. СФ ПГУ им. М.В. Ломоносова 2004, филологический, преподав...
    4.8 (9 отзывов)
    Преподаю англ язык более 10 лет, есть опыт работы в университете, школе и студии англ языка. Защитила кандидатскую диссертацию в 2009 году. Имею большой опыт написания... Читать все
    Преподаю англ язык более 10 лет, есть опыт работы в университете, школе и студии англ языка. Защитила кандидатскую диссертацию в 2009 году. Имею большой опыт написания и проверки (в качестве преподавателя) контрольных и курсовых работ.
    #Кандидатские #Магистерские
    16 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Модифицирование поверхности полученного с помощью аддитивной технологии титанового сплава Ti-6Al-4V
    📅 2021 год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Изучение процессов термостимулированного и неравновесного выхода изотопов водорода из Pd, Ni, Pt, Zr, Ti
    📅 2021 год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)