面向野外应用的μ子成像跟踪探测器低气体消耗研究

气体探测器在高能物理中被广泛使用，并且是宇宙线μ子成像（也称为 muography）跟踪系统中的诱人选择。此类探测器在大尺寸下以合理成本提供高分辨率和高效率，但缺点之一是必须防止气体探测介质受外部空气或内部放气污染。标准系统以恒定气体流量工作，导致需定期更换气瓶的维护工作，这对于偏远野外应用可能成为问题。在本文中，我们讨论了降低户外气体跟踪器气体消耗的实际可能性，其中尤其是由每日温度循环引起的气体密度变化限制了输入流量。这种“呼吸”效应可通过设计良好的缓冲体积来规避，该缓冲体积必须防止外部空气污染。一个面积为 0.9 平方米、总体积 160 升的现实 MWPC 跟踪测试系统，以 3 升/天的流量运行了 36 天，证实该缓冲体积（本例中为 50 米长、10 升体积的低扩散管）确保了充分的气体质量。主导气体流动动力学的关键效应，包括扩散和气体体积变化，已得到定量研究，并得出了实际设计准则。