基于國產厚型氣體電子倍增器的低能電子二維位置探測器

顏嘉慶　謝宇廣　胡 濤　呂軍光　周 莉

1（核工業二九〇研究所　韶關 512026）2（核探測與核電子學國家重點實驗室　北京 100049）3（中國科學院高能物理研究所　北京 100049）

基于國產厚型氣體電子倍增器的低能電子二維位置探測器

顏嘉慶1,2謝宇廣2,3胡 濤2,3呂軍光2,3周 莉2,3

1（核工業二九〇研究所韶關 512026）
2（核探測與核電子學國家重點實驗室北京 100049）
3（中國科學院高能物理研究所北京 100049）

為探測0.1-50MeV低能電子脈沖束流的位置分布，研制基于國產厚型氣體電子倍增器（Thick Gaseous Electron Multiplier, THGEM）的二維位置探測器，位置分辨要求好于200μm，靈敏面積為50mm×50mm。THGEM的孔徑為150μm、孔間距400μm、厚度100μm。用Geant4模擬了薄膜窗厚度、空氣層厚度等對電子透過率和橫向擴散的影響。根據模擬結果，優化了探測器的結構和設計。并用能量為5.9keV的X射線源55Fe測試不同工作氣體的增益，單層最大增益好于1×104，雙層最大增益好于6×104，能量分辨率好于23%。

厚型氣體電子倍增器，低能電子，二維位置，Geant4

厚型氣體電子倍增器（Thick Gaseous Electron Multiplier, THGEM）［1-3］是在傳統氣體電子倍增器（Gaseous Electron Multiplier, GEM）基礎上發展起來的一種新型微結構氣體探測器（Micro-Pattern Gaseous Detector, MPGD）。THGEM具有高增益、高計數率、成本低、結實耐用、不易打火、亞毫米的位置分辨等特點，在粒子物理實驗和同步輻射成像等領域有廣闊的應用前景［4-5］，如探測切倫科夫輻射光環、帶電粒子徑跡、中子等，以及同步輻射中的X射線成像和數字強子量能器等的應用［6-7］。

THGEM作為一種新型的微結構氣體探測器，國內外對其制作工藝、性能等做了廣泛的研究，并拓展其實際應用。而國內近幾年來在THGEM的制作工藝和性能研究方面取得了較好的進展，能夠制作出性能可靠、增益穩定的THGEM，并實現了工業化生產［8-10］。……