用于中能段 MeV 范围电子与正电子同时探测的梯度磁体设计
仪器与探测器
2019-08-14 v2
摘要
我们报道了一种基于锥形钕铁硼磁体的紧凑型电子与正电子谱仪的设计与研制。我们利用欧洲同步辐射装置开发的用于求解三维静磁构型的 RADIA 代码和四阶龙格-库塔粒子跟踪代码表明，锥形设计形成了梯度磁场分量，可对沿选定探测平面色散的带电粒子进行能量相关聚焦。镜像对称设计允许同时探测成对粒子即能量从 2 MeV 到 500 MeV 的电子和正电子。我们研制了符合设计规格的原型机。我们研究了光束发散对基于光刺激发光的成像板（IPs）能量分辨率和信号转换效率的影响。发现磁体最佳入射孔径为椭圆形，且大于传统的基于针孔孔径的谱仪设计，即使对于源自 20 cm 外点源的发散束（即约 8 毫球面度的立体角）也是如此。对于入射到所选探测平面上直径 20 mm 圆形孔径的平行束，SR 型 BAS-IP 中的信号效率范围为 1% 至 5%，而在存在约 8 毫球面度发散时下降多达 3 倍。所提出的梯度磁体适用于探测低通量和/或单能型具有有限横向尺寸的电子/正电子信号。它为中间 MeV 范围的伽马射线能谱学提供了无与伦比的优势。
引用
@article{arxiv.1904.03143,
title = {Gradient Magnet Design for Simultaneous Detection of Electrons and Positrons in the Intermediate MeV Range},
author = {Ganesh Tiwari and Rotem Kupfer and Xuejing Jiao and Erhard Gaul and Bjorn Manuel Hegelich},
journal= {arXiv preprint arXiv:1904.03143},
year = {2019}
}
备注
14 pages, 6 figures, Charged-Particle Optics, Gamma-ray Spectroscopy