CubeSat X射线天文台NinjaSat上基于Xe的气体LCP-GEM探测器气体选型
天体物理仪器与方法
2023-06-28 v2 高能物理 - 实验
摘要
我们给出了CubeSat X射线天文台NinjaSat上基于Xe的气体电子倍增器（GEM）探测器——气体倍增计数器（GMC）的气体选型。为实现2–50 keV能带通，我们决定采用压力为1.2 atm的Xe基气体混合物，其对高能X射线敏感。此外，单个GEM需达到超过300的有效增益，以使2 keV X射线信号充分大于电噪声。起初，我们在1.0 atm下测量了九种Xe基气体混合物（Xe、Ar、CO2、CH4与二甲醚；DME的组合）中GEM的有效增益。Xe/Ar/DME混合物增益最高，而Xe/Ar/CO2、Xe/Ar/CH4及Xe+猝灭气体混合物的增益相对较低。基于上述结果，我们选用1.2 atm的Xe/Ar/DME（75%/24%/1%）混合物作为GMC的密封气体。随后，我们在所选气体混合物中研究了有效增益对漂移区与感应区电场的依赖关系，电场范围分别为100–650 V cm与500–5000 V cm。有效增益对漂移场依赖较弱，而与感应场几乎线性成正比：在5000 V cm时为1000 V cm时的2.4倍。在最优感应场与漂移场下，飞行模型GMC在施加590 V GEM电压时实现460的有效增益。
引用
@article{arxiv.2304.08321,
title = {Gas selection for Xe-based LCP-GEM detectors onboard the CubeSat X-ray observatory NinjaSat},
author = {T. Takeda and T. Tamagawa and T. Enoto and T. Kitaguchi and Y. Kato and T. Mihara and W. Iwakiri and M. Numazawa and Y. Zhou and K. Uchiyama and Y. Yoshida and N. Ota and S. Hayashi and S. Watanabe and A. Jujo and H. Sato and C. P. Hu and H. Takahashi and H. Odaka and T. Tamba and K. Taniguchi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2304.08321},
year = {2023}
}
备注
7th international conference on Micro Pattern Gaseous Detectors 2022 - MPGD2022, 3 pages, 2 figures