CLARION2-TRINITY：用于重离子绝对截面测量的康普顿抑制 HPGe 与 GAGG:Ce-Si-Si 阵列

本文描述了一种新型康普顿抑制 HPGe 与带电粒子阵列 CLARION2-TRINITY 的设计与性能。TRINITY 带电粒子阵列由 64 个掺铈钆铝镓石榴石（GAGG:Ce）晶体构成，配置为覆盖 7–54 度的五个环，以及两个环形硅探测器，它们可以遮蔽或将角覆盖延伸至后向角，且 $\gamma$ 射线衰减极小。GAGG:Ce 是一种非吸湿、明亮且相对快速的闪烁体，其光分布与 SiPM 良好匹配。每晶体可承受高达 40 kHz 的计数率。我们测量并给出了 GAGG:Ce 的基本特性，包括轻、重离子粒子鉴别（PID）能力、脉冲高度缺陷、辐射硬度与发射谱。CLARION2 阵列由最多 16 个康普顿抑制 HPGe 四叶探测器（在 1 MeV 处效率约 $4\%$）构成，采用非阿基米德几何配置为四个环（八个 HPGe 晶体环），可抑制背靠背符合的 511-keV $\gamma$ 射线。整个阵列配备 100 与 500-MHz（14 位）波形数字化仪，可实现无触发操作、脉冲形状甄别、快定时与堆积校正。最后，给出了 CLARION2-TRINITY 系统调试期间获取的两例实验数据：$^{16}$O + $^{18}$O 熔合蒸发得到的 PID 谱，以及 $^{48}$Ti + $^{12}$C 库仑激发得到的 PID 与多普勒校正 $\gamma$ 射线谱。