1 / 21

WCDA 工程样机的实验研究

WCDA 工程样机的实验研究. 陈明君 2014-4-21. 大型高海拔空气簇射观测站. 报告内容. WCDA 项目方案介绍 羊八井 工程 样机 的运行 小结和计划. 大型高 海拔 空气 簇射 观测站 (LHAASO). 平方公里阵列 KM2A: 5635 EDs 1221 MDs. 广角切伦科夫望远镜阵列 WFCTA: 24 telescopes 1024 pixels each. 水切伦科夫探测器阵列 WCDA: 3600 cells 90,000 m 2. 簇射芯位探测器阵列 SCDA: 452 detectors.

jermaine-rush
Download Presentation

WCDA 工程样机的实验研究

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. WCDA工程样机的实验研究 陈明君 2014-4-21 大型高海拔空气簇射观测站

  2. 报告内容 • WCDA项目方案介绍 • 羊八井工程样机的运行 • 小结和计划

  3. 大型高海拔 空气簇射观测站 (LHAASO) 平方公里阵列KM2A: 5635 EDs 1221 MDs 广角切伦科夫望远镜阵列 WFCTA: 24 telescopes 1024 pixels each 水切伦科夫探测器阵列 WCDA: 3600 cells 90,000 m2 簇射芯位探测器阵列 SCDA: 452 detectors Coverage area: 1.3 km2 (1.3 km) Altitude: 4400 m a.s.l.

  4. Location of LHAASO 400Km 中国四川省甘孜州 稻城县亚丁-海子山

  5. WCDA project（水切伦科夫探测器阵列） • 探测器基本结构： • 4个水池，每个水池150m*150m • 单元尺寸：55 m2 • 4m有效水深，共约40万吨水 • 每个单元中央放置一个8-in PMT • 每个单元之间光隔离 0.016 CRAB @ 1 TeV 0.009 CRAB @ 5 TeV WCDA技术参数

  6. WCDA project—探测器组成 九个单元 九个单元 FEE FEE 时钟系统 FEE FEE 九个单元 九个单元 高压系统 DAQ系统 & 在站数据存储 LED system 100个基站 环境监测系统 水循环和净化系统 水质监测设备 • 九个单元为一小组 • 四个小组为一大组 • 一大组为一个基站 3600个单元

  7. WCDA project –刻度系统方案(电荷和时间) • 刻度两点固定的电荷量: • Low range  Single photon-electron • High range  2ndu-peak • 时间刻度方法： • Using LED + Optical fibers; • LED flash frequency: 5Hz （17KHz） 由于muon 直接打在PMT上引起的，不受水质等影响。 SPE spectrum 2nd u-peak position • 时间标系统，更多请参考游晓浩报告。

  8. WCDA羊八井九单元工程样机的工作介绍 ARGO 位于西藏羊八井镇的ARGO园区内，4300米海拔。

  9. 工程样机（九个单元，百分之一规模） (2011/2—2013/10)

  10. 前放+电子学板 工程样机的电子学系统 1X 25X • 最高单路计数率可测到70KHz

  11. 工程阵列的运行—稳定性问题 长期运行2nd μ-peak峰位稳定性 变化 ≤ 2.2% 一个月时期的单光电子峰位变化 SPE position VS. temperature.

  12. 工程样机的运行—光密闭和保温 • 水池构造： • 约有一半墙体覆盖在泥土之下 • 水深约4m • 侧墙为普通水泥砖墙 • 屋顶为约7cm厚度的彩钢板 单路计数率约35-40KHz @水水衰减长度=22m • 测量昼、夜各PMT的单路计数率无差异（@1/3PE阈值），显示光密闭良好。 冬季（12年12月-13年3月） 水池内水温变化图（10度降到6度） 不结冰！

  13. 工程样机的运行--水质保持问题 水衰减长度和时间的关系 水循环净化系统结构 停止水循环后：水质维持在22m约20天后 开始下降变坏。 • 水位：4.3m左右，总水量1650吨。 • 循环流量2.8吨/小时- -水质改善0.40m/天。 • 循环流量 4吨/小时-- 水质改善0.63m/天。

  14. 工程样机的运行 -- 宇宙线簇射事例的探测与重建 • 挑选出不少于5路PMT有信号的事例，利用平面拟合进行方向重建。 ARGO实验和工程样机重建程序分别得到簇射的天顶角的分布。 两个实验对相同簇射的重建方向间的空间角。

  15. 工程样机运行小结: • 大面积下的工程避光问题 • 工程阵列的保温条件得到验证 • PMT的防水封装技术 • 高海拔地区的单路计数率 • 优化了电荷/时间刻度方法 • 大体积量的水质保持问题 • 探测器的长期运行的验证

  16. WCDA的工作计划考虑 • WCDA探测器规模化建设前，未来需着重以下几个方面的工作： • 水池防水方案论证（采用HDPE膜水袋） • PMT的选型和信号优化 • Hamamatsu R5912, 在工程样机中得到验证 • 海展创 XP1805，已得到两个样管 • 电子学系统内部方案定型 ( ASIC or not) • PMT防水封装方案的进一步论证 • 探测器安装方案考虑（高海拔、两年长时间）

  17. 谢谢大家！

  18. Backup

  19. 工程样机的工作进展记事 • 2011年2月14日，我组人员五人均第一次到达羊八井观测站，进行探测器安装工作 • 2011年2-6月： • 对水池进行避光，漏水等工作 • 对各种线缆布设 • 安装各个子系统 • 对定标系统，电子学，PMT性能进行测试 • 2011年4月，安装水循环系统 • 2011年5月，安装四块塑料闪烁体探测器 • 2011年6月，水池清洗完成 • 2011年8月-11月，水位保持在70cm运行，进行试运行,双板电子学调试 • 2011年12月，测试定标系统，排干水 • 2012年2月，双板电子学开始工作，并且注水 • 2012年4月，修复一个PMT，重新注水 • 2012年8月，对水池内部进行防水涂料施工 • 2012年9月，水池重新注水，运行 • 2013年1月，更换超滤 • 2013年5月-7月，更换超滤，使用漂白粉和增加循环量，进行水质净化 • 2013年10月，测量电子学时间游动和仪器收纳。

  20. WCDA project--触发模式 • 以12*12个单元为一组； • 相邻组由一半重叠； • 各个通道的阈值设置1/3PE • 组内250ns有多个PMT着火时触发, 比如12个，就只有小于1KHz的噪声触发。 Noise trigger • 依赖于簇射芯位距阵列中心的距离（R）： • nPMT20：>60%的事例能够触发； • nPMT30：>90%的事例能够触发。

  21. 工程样机的运行—单路计数率等 水静置一个星期，单路计数率的变化，认为是有自然界放射性Rn引起的。 单路计数率约35-40KHz @水水衰减长度=22m 单路计数率随水位的变化 2.4K Bq/m^3 水池内空气氡气浓度测量

More Related