Разработка и исследование сцинтилляционных детекторов в экспериментах на ускорителях и коллайдерах тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.23 ВАК РФ

I Н Е Р

РГБ ОД

1 3 ДЕК ?<,г»ч

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ИНСТИТУТ ФИЗИКИ ВЫСОКИХ ЭНЕРГИЙ

2000-51 На правах рукописи

Карюхин Андрей Николаевич

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ СЦИНТИЛЛЯЦИОННЫХ ДЕТЕКТОРОВ

В ЭКСПЕРИМЕНТАХ НА УСКОРИТЕЛЯХ И КОЛЛАЙДЕРАХ

01.04.23 - физика высоких энергий

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Протвино 2000

УДК 539.1.07

М-24

Работа выполнена в Институте физики высоких энергий (г. Протвино)

Научный руководитель - доктор физико-математических наук, профессор A.M. Зайцев (ИФВЭ, г. Протвино).

Официальные оппоненты - доктор физико-математических наук A.A. Де-ревщиков (ИФВЭ, г. Протвино), кандидат физико-математических наук Ю.В. Катинов (ИТЭФ, г. Москва).

Ведущая организация - Лаборатория ядерных проблем Объединенного института ядерных исследований (г. Дубна).

Защита диссертации состоится "_"_2000 г. в_часов

на заседании диссертационного совета Д 034.02.01 при Институте физики высоких энергий по адресу: 142280, г. Протвино Московской области.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИФВЭ.

Автореферат разослан "_"_2000 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 034.02.01 Ю.Г. Рябов

© Государственный научный центр Российской Федерации Институт физики высоких энергий.

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы

В настоящее время в составе больших экспериментальных установок на современных ускорителях значительную долю составляют различные сиинтилля-ционные детекторы. Их применение позволяет решать широкий спектр разноплановых физических задач. В диссертации сделан упор на использование изготовленных в ИФВЭ пластмассовых сцинтилляторов в экспериментах на фиксированной мишени, встречных электрон-позитронных и протон-протонных пучках.

Цель диссертационной работы:

1. Разработка и создание системы сцинтилляционных детекторов установки ВЕС.

2. Разработка и создание прототипа электромагнитного калориметра в области малых углов установки DELPHI. Изготовление полномасштабного детектора.

3. Разработка технологии изготовления сцинтиллятора для пластинчатого ад-ронного калориметра установки ATLAS. Исследование характеристик.

Автор защищает:

• Результаты исследования характеристик сцинтилляционных детекторов установки ВЕС.

• Результаты исследования характеристик прототипа электромагнитного калориметра в области малых углов установки DELPHI.

• Результаты исследования свойств сцинтиллятора для пластинчатого адрон-ного калориметра установки ATLAS; результаты исследования характеристик прототипов калориметра.

Научная новизна и практическая ценность. Создан электромагнитный калориметр нового типа. Измерены его характеристики. Разработана технология изготовления высококачественных сцинтилляционных пластин большой площади методом литья под давлением. Измерены характеристики полученного сцинтиллятора. Подготовлен участок для массового производства дешевого сцинтиллятора.

Апробация работы и публикации. Основные результаты, полученные диссертации, опубликованы в работах [1-5] и докладывались на семинара ИФВЭ, ЦЕРН, международных конференциях.

Структура диссертации. Работа изложена на 65 страницах; состоит из вв£ дения, трех глав и заключения; содержит 73 рисунка, пять таблиц и список щ тируемой литературы, включающий 53 наименования.

Содержание работы

Во Введении дано краткое описание сцинтилляционного метода детекти рования ионизирующих излучений, являющегося в течение последних десятиле тий одним из основных способов регистрации и спектрометрии. Основное вни мание уделено применению пластмассовых сцинтилляторов в различных облас тях физики высоких энергий: в эксперименте на фиксированной мишени (ВЕС в эксперименте на встречных электрон-позитронных пучках (DELPHI), в плани руемом эксперименте на протон-протонном пучке (ATLAS). Описана структур диссертации.

Первая глава посвящена сцинтилляционным детекторам установки Вер шинный Спектрометр (ВЕС), размещенной на канале 4Д протонного синхротро на У-70. В состав сцинтилляционных детекторов (кроме пучковых счетчиков входили или входят по настоящее время следующие приборы:

• Пучковый годоскоп на 16 каналов с активной областью 48x60 мм2 (внешни! вид показан на рис. 1). Располагался в голове канала и служил для уточне ния импульса налетающей на мишень пучковой частицы.

• Активная мишень на 12 каналов (внешний вид показан на рис. 2). Использо валась для уточнения продольной координаты точки взаимодействия.

• Двухслойная охранная система на 14 каналов вокруг мишени. Внутреннш слой состоит из сцинтилляционных счетчиков и запрещает регистрацию со бытия. Наружный слой, образованный из слоистых (свинец-сцинтиллятор счетчиков, служит для регистрации у-квантов низкой энергии, вылетающю из области мишени.

• Счетчик на выделение взаимодействий в мишени. Расположен в предела? охранной системы и используется в выработке триггера нулевого уровш (наличие одной частицы в первичном пучке и ее выбывание из него nocns мишени).

• Широкоапертурный сцинтилляционный годоскоп на 200 каналов. Состоит из двух плоскостей (размер каждой 2.6x2.17 м2) с горизонтально и верти кально расположенными счетчиками и является основным триггерным при бором д ля выделения многочастичных событий в конечном состоянии.

Охранная система на 12 каналов вокруг ячеистого электромагнитного калориметра из свинцового стекла. Предназначена для регистрации у-квантов, которые не попали в апертуру калориметра.

Рис. 1. Пучковый сцинтилляционный годоскоп.

Рис. 2. Активная мишень.

Сцинтилляционные детекторы эксплуатировались в составе установки ВЕС а протяжении 10 лет и показали за это время удовлетворительную работу. 06-iee число каналов на установке составляет -250. Сцинтилляционные детекторы частвуют в выработке триггера нулевого и первого уровней, используются в оследующей off-line обработке записанных событий.

Во второй главе описаны разработка и изготовление электромагнитной калориметра STIC (Small angle Tile Calorimeter) в области малых углов уставов ки DELPHI. Основной задачей калориметра является определение светимости < точностью -0.1 % путем подсчета упруго рассеянных электрон-позитронных па] в прецизионно заданный аксептанс. Указанная точность накладывает требован»' на знание геометрии калориметра на уровне ~50 мкм, высокие энергетическо! разрешение и пространственную однородность.

íMrifff>

m

-яд ;

ШШ

~ V

Рис. 3. Внешний вид прототипа электромагнитного калориметра STIC.

Для проверки возможности создания полномасштабного калориметра в ИФВЭ был изготовлен небольшой прототип. Его внешний вид представлен на рис. 3. Это слоистый (свинец-сцинтиллятор) калориметр, в котором свет, полученный от электромагнитного ливня в сцинтилляторе, передается на фотоприемники, расположенные в задней части калориметра, посредством спектросме-щающих пластмассовых волокон, идущих перпендикулярно сквозь отверстия в плоскостях поглотителя и сцинтиллятора и служащих световодами. Спектро-смещающие волокна распределены однородно по поперечному сечению калориметра и осуществляют светосбор по всей его глубине. Применение большой плотности волокон позволило значительно уменьшить неоднородности в свето-сборе. Впервые для электромагнитного калориметра была реализована проективная башенная структура с непрерывными плоскостями абсорбера, что обеспечило полную герметичность и устранило неоднородности в энергетическом отклике, характерные для калориметров, собранных из отдельных модулей.

Основной сборочной единицей прототипа являлась стеклотекстолитовая рама с тонкой стенкой посередине. С одной стороны рамы крепилась свинцовая

шастина конвертора толщиной 3 мм, а с другой - 2.5-мм пластинки сцин-иллятора.

Прототип содержал 50 сандвичей, что соответствует в сумме 27 радиаци-(нным длинам, и делился на три сектора по азимутальному углу и на четыре - в »адиальном направлении. Внутренний радиус калориметра составил 70 мм, ра-шальная ширина каждой башни для первой плоскости - 30 мм. Фронтальный 1ид прототипа представлен на рис. 4.

а. ь

-гг-зо'-

Рис. 4. Фронтальный вид прототипа. Точки показывают расположение волокон для данного азимутального сектора.

О 0.04 0.08 0.12 0.16 0.2 0.240.23 0.32 0.36 0.4

(СеУ)

Рис. 5. Энергетическое разрешение калориметра.

Сцинтилляционные сегменты изготавливались из пластин сцинтиллятора эольшего размера на станках с числовым программным управлением. Каждый гцинтилляционный сегмент прецизионно крепился с помощью двух позиционирующих штифтов к пластине конвертора. Все элементы образованного таким образом сандвича имели сквозные отверстия для спектросмещающих волокон.

Прототип был испытан на электронном пучке в диапазоне энергий 10—100 ГэВ. Макет калориметра размещался на подвижном столе, перемещение которого обеспечивалось шаговыми электродвигателями с точностью установки 0.6 мкм в вертикальном и 10 мкм в горизонтальном направлениях. Расположенный впереди калориметра телескоп из четырех кремниевых микростриповых детекторов позволял восстанавливать трек с точностью 40 мкм.

Энергетическое разрешение прототипа калориметра измерялось при попадании пучка в центральную башню. Результаты показаны на рис. 5. Набор данных аппроксимировался зависимостью

О /Е = (0.098±0.003) © (0.158±0.001)Л/Ё .

Рис. 6. Средняя энергия на башню при сканировании вдоль вертикальной средней линии.

6 7 8 9 10 Ошапсе/гот с/\е ЬогЛег, пт

Рис. 8. Зависимость определенного калориметром разрешения от расстояния от границы между кольцами для 45 ГэВ электронов.

.еаксзе

Ротной ООО ткг5П9 Ым) ггт

Рис. 7. Полная энергия как функция вертикального положения пучка. Стрелки вверху показывают геометрическое положение волокон, внизу - положение границ.

Отклонение от линейности н превышает 0.5 %. Высокая точность определении треков позволила осуще ствить детальное сканирование по верхности детектора. Пучком были за свечены не только границы между не сколькими башнями, но и места распо ложения многих спектросмещающи: волокон. На рис. 6 приведена завися мость средней энергии на башню о вертикального положения пучка. Здес. можно видеть специфическую карти ну, полученную в результате разделе ния энергии между соседними башня ми вблизи их границ. На рис. 7 показа но то же самое, но для средней сум марной энергии. Видно, что обща: пространственная неоднородность, из меренная в геометрически наиболе! сложных местах, не превышает ±2%.

Ключевым моментом при определении светимости является точность, с ко-орой калориметр может реконструировать точку попадания налетающего элек-рона. Наилучшее разрешение достигается на границе между кольцами -200 мкм для 45-ГэВ электронов) и быстро ухудшается при движении в сторо-iy от границы, оставаясь чуть лучше 1 мм, как показано на рис. 8.

На основании опыта, приобретенного как при производстве прототипа, так [ при измерении его характеристик на электронном пучке, был изготовлен ка-ориметр STIC и установлен внутри установки DELPHI. STIC состоит из [вух независимых цилиндрических детекторов, симметрично размещенных по >бе стороны от области взаимодействия на расстоянии ±2200 мм. Каждое шечо образовано из двух полуцилиндров, замыкающихся вокруг пучковой :амеры. Апертура калориметра составляет от 29 до 185 мрад по полярному тлу 9 (что соответствует изменению радиуса от 65 до 420 мм [ри z=2200 мм) и 2л по азимутальному углу.

Рис. 9. Общий вид калориметра STIC. Рис. 10. Иллюстрация структуры калориметра STIC.

Представление о конструкции калориметра можно получить из рис. 9 (об-ций вид) и рис. 10 (самплинг-структура, где изображена маленькая часть кало-шметра в разрезе). Габаритные размеры детектора составляют: диаметр 86 см, шина 89.5 см, масса каждого полуцилиндра около 750 кг. Полуцилиндры яв-(яются независимыми модулями и объединяют в себе по 47 слоев свинцовых шастин и сцинтилляционных сегментов и по две плоскости кремниевых полос-совых детекторов. Общая толщина калориметра STIC, равная 367.5 мм, соот-1етствует 27 радиационным длинам.

Основной сборочной единицей калориметра является 3 мм свинцовая плоскость в виде полудиска, на которой прецизионно (с точностью ~50 мкм) с помощью штифтов закреплены 80 сцин-тилляционных сегментов толщиной 3 мм, разделенных радиально на 10 колец, а по азимутальному углу - на 8 одинаковых (22.5°) секторов. Ширина колец для первого (ближайшего к области взаимодействия) слоя составляет 30 мм, за исключением внутреннего (35 мм) и наружного (77.5 мм). С увеличением номера слоя все кольца (кроме наружного, ограниченного сверху габаритами детектора) проективно расширяются.

Для оптической изоляции сцинтил-ляционных сегментов и увеличения све-тосбора между сегментами (и вокруг них) проложены полоски (листы) диффу-зорного светоотражательного материала Tyvek толщиной 120 мкм. Для наглядности первая, средняя и последняя сцинтилляционные плоскости изображены на рис. 11.

Помимо проективного расширения сцинтилляционных сегментов в конструкции калориметра предусмотрен азимутальный поворот на ~3° всех плоскостей относительно начального положения, что позволяет полностью ликвидировать мертвую зону в месте соединения двух половинок калориметра. Кроме того, неизбежно возникающее при этом небольшое отклонение положения волокон от прямых линий, проходящих через область взаимодействия, исключает прямое прохождение частиц сквозь них. Данный азимутальный поворот реализуется в калориметре посредством небольшого (375 мкм) пошагового сдвига боковых границ соседних плоскостей друг относительно друга, как это можно наблюдать на рис. 11.

Детектор расширил калориметрический аксептанс установки DELPHI, повышая статистическую точность в измерениях светимости в -2.3 раза. Калориметр может измерять в индивидуальном событии радиус точки попадания на границе между 1- и 2-м кольцами с точностью ~250 мкм при систематическом ошибке -50 мкм, что достаточно для определения светимости на уровне 0.1%. Основные параметры калориметра STIC (технические данные и физические характеристики) приведены ниже в сводной табл. 1.

Рис. 11. Сцинтилляционные плоскости калориметра.

Таблица 1.

Вид геометрии калориметра Цилиндрический детектор с проективной геометрией

Полярное угловое покрытие сцинтилля-ционными плоскостями 29.5 мрад<Э< 188-161 мрад

Радиальное покрытие сцинтилляционны-ми плоскостями 65-76 мм <R <417.5 мм

Радиальное покрытие плоскостями конвертора 65 мм <R <417.5 мм

Поперечный размер башни (радиус / азимутальный угол) 30-35 мм/22.5°

Число сцинтилляционных плоскостей 47

Число сцинтилляционных сегментов 7520

Полное число спектросмещающих волокон 3312

Плотность спектросмещающих волокон 0.79 см2

Толщина сцинтиллятора / свинца (мм) 3.0/3.0

Мольеровский радиус 2.3 см

Энергетическое разрешение на тестовом пучке о IE - 13.5%/VE Ф 1.52%

Энергетическое разрешение на ЬЕР ст/Е=2.7% при Е=45 ГэВ

Отклонение энергетического отклика от линейности <±1%

Радиальное разрешение для 45-ГэВ электронов в калориметре 250-1200 мкм

Пространственная неоднородность <±3%

В третьей главе описывается пластинчатый адронный калориметр, яв-1яющийся одной из подсистем установки ATLAS - универсального детектора, тредназначенного для исследования протон-протонных взаимодействий на строящемся в CERNe большом адронном коллайдере LHC (Large Hadron Collider). Адронный калориметр имеет слоистую структуру в виде стальных тистов в качестве абсорбера и сцинтилляционных пластин в качестве активной среды, считываемых посредством спектросмещающих волокон. Новой чертой конструкции калориметра является ориентация сцинтилляционных пластин, размещенных перпендикулярно направлению соударяющихся пучков и собранных по глубине в шахматном порядке. Калориметр представляет собой цилиндр с внутренним радиусом 2280 мм и наружным - 4320 мм. Цилиндр делится на центральную часть длиной 5640 мм и две боковые (так называемые расширенные) длиной 2910 мм каждая. Все части в азимутальном направлении состоят из 64 независимых клинообразных модулей.

Более детально концептуальные особенности конструкции калориметр показаны на рис. 12. Шахматная структура конвертора крепится к массивно ферме. Высокая степень периодичности позволит осуществлять сборку модуле

детектора из частей меньшего размере Механическая сборка калориметра пол ностью независима от оснащения en оптической частью. Пластинчата структура позволит сильно упростит систему светосбора. В такой геометрш спектросмещающие волокна приклады ваются к открытым торцам сцинтилля ционных сегментов и далее тянутся i радиальном направлении к ферме. Н; входе в ферму волокна группируются i пучки. Внутри фермы отведено специ альное место для расположения фото приемников и компактной считываю щей электроники. Использование воло конной системы съема сигнала позволи-образовать трехмерную считываемук ячейку. Таким образом, обеспечиваете проективная геометрия, необходима? при выработке триггера и реконструкции энергетического отклика. Считывание каждого сцинтилляционного сегмента с двух сторон раздельно двумя фотоэлектронными умножителями обеспечивает дублирование (возможно, необходимое в течение длительной экс плуатации установки ATLAS) и служит для разнообразных приложений (проверка контакта сцинтилляционной пластины с волокном, подсчет поля фотоэлектронов и т.п.).

Основными задачами адронного калориметра являются вклад в реконструкцию энергии струй, образованных в результате рр-взаимодействий, и обеспечение хорошего измерения pTm,ss (с помощью переднего и торцевого калориметров). Главным ориентиром при построении калориметра, вытекающим из постановки общих физических задач, является внутреннее разрешение струй в центральной части на уровне

АЕ/Е = 50%/л[Ё®3%.

Рис. 12. Концептуальные особенности конструкции пластинчатого адронного калопиметпа.

В адронный калориметр входят 11 различных типоразмеров сцинтил-ляционных пластин трапециевидной формы. Габариты находятся в пределах от 200 до 400 мм по длине (в азимутальном направлении) и от 97 до 187 мм по высоте (в радиальном направлении). Общий вид сцин-тилляционной пластины изображен на рис. 13. Спектросмещающие волокна располагаются на боковых сторонах трапеции. Все пластины имеют толщину 3 мм. Все типоразмеры пластин и веса приведены ниже в табл. 2. Каждая пластина содержит два 9-мм отверстия для прохождения трубок гидравлической мониторирующей системы и стяжных шпилек. Общий допуск на все размеры составляет ±0.10 мм. Для оснащения адронного калориметра требуется изготовить около 460000 сцинтилляционных пластин, что составляет -60 т.

Таблица 2.

№ А (мм) В (мм) Н (мм) Е (мм) Вес (г)

1 228.7 219.1 97 70 69

2 238.5 229.0 97 70 72

3 248.3 238.8 97 70 75

4 261.1 248.6 127 100 102

5 273.9 261.4 127 100 107

б 286.7 274.2 127 100 112

7 301.4 286.9 147 120 136

8 316.1 301.7 147 120 143

9 330.9 316.4 147 120 150

10 349.5 331.2 187 160 200

11 368.2 349.8 187 160 212

ШЕШп

2 holes 09Н12

Гт on' lei

Рис. 13. Общий вид сцинтилляционной пластины.

Стандартной технологией при изготовлении пластмассовых сцинтиллято-ров является полимеризация стирола между высококачественными стеклянными плоскостями. Тщательная подготовка стеклянных поверхностей и длительное время полимеризации определяют высокую стоимость и низкую производительность данного способа производства. Получающиеся при этом пластины обладают очень хорошими оптическими свойствами, но подверженность их старению, высокая стоимость сцинтиллятора неприемлемы для больших экспериментов. Кроме того, в случае адронного калориметра необходима последующая механическая обработка для придания пластинам трапециевидной формы. Разработанная в ИФВЭ технология литья под давлением хорошо подходит для массового производства сцинтилляционных пластин всех размеров и форм, необходимых для адронного калориметра. Литье под давлением характеризуется высокой скоростью производства и низкой ценой по сравнению со стоимостью коммерчески доступного сцинтиллятора. Для окончательного продукта не требуется дополнительная механическая обработка.

В качестве сцинтилляционной матрицы используется промышленный оптически прозрачный гранулированный полистирол (размер гранул порядка 3 мм). Полистирол высушивается при температуре ~70°С и затем тщательно смешивается с первичными и вторичными .спектросмещающими добавками. В качестве наиболее часто используемых добавок применяются РТР и РОРОР, но их выбор и концентрация определяются спецификой назначения сцинтиллятора (прямая или спектросмещающая регистрация света, наилучшее перекрытие спектров излучения и поглощения, спектральная чувствительность используемого фотодетектора и т.д.).

Для литья используются стандартные промышленные термопла-ставтоматы. Приготовленная смесь загружается в бункер литьевой маши-

боо 650 700 200°С. Расплавившийся

; ны и поступает в нагре-

1 ваемый цилиндр, на вы-

1 ходе из которого темпе-

1 ратура достигает порядка

о

300 150 400 450 500 550

полистирол впрыскивает-

Рис. 14. Прозрачности некоторых 20% растворов разных партий полистирола толуоле.

давлением около 600 атм. Процесс впрыска длится около 2 с, по его окончании прессформа охлажда-

ется до 50°С, размыкается, и извлекается готовая сцинтилляционная пластина. Полный цикл занимает менее 2 мин.

Полистирол является основой многих видов сцинтилляторов. Этот материал очень широко используется в промышленности и производится многими предприятиями. Для опытов было отобрано несколько наиболее перспективных сортов от почти десятка разных производителей. Отбор проводился посредством измерения прозрачности образцов на спектрофотометре. Прозрачность исходного материала оказывает непосредственное влияние на качество производимого сцинтиллятора. На рис. 14 показаны результаты одного из таких измерений, выполненных на растворах различных партий полистирола марки ПСМ-115. Отчетливо виден провал в области 330-400 нм (максимум испускания РТР) для некоторых образцов.

Другим способом проверки качества полистирола является непосредственное изготовление сцинтил-ляционных пластин со стандартным набором добавок. Наилучшие характеристики из всех исследуемых образцов показал полистирол марки ПСМ-115, который и был выбран в качестве матрицы для сцинтиллятора адронного калориметра.

На базе ПСМ-115 были проведены систематические исследования разнообразных спектросмещающих добавок. Основные результаты представлены на рис. 15. Так, например, использование РРО как первичной добавки по сравнению с РТР позволило увеличить световыход на 10%. Для определения дальнейшей его пригодности необходимо провести испытания по радиационной стойкости и старению.

Большую роль играют концентрации применяемых первичных и вторичных добавок. На рис. 16 показано влияние концентраций РТР и РОРОР на световыход сцинтиллятора. Практически нет зависимости световыхода от концентрации РОРОР в пределах 0.02-0.1%. Увеличение концентрации РТР с 1.5 до 2.5% приводит к соответствующему увеличению световыхода на -6%. Сдерживающими факторами являются цена добавки, становящаяся существенной долей от стоимости сцинтиллятора, а также ухудшение прозрачности образцов.

03

■5

? ^д С

«8. дддддддд ддадддддД .5« .

* О».. ............. ^

' ОООО ОООООО А '

г-П

РБМ-Ш

# 1.5% РТР + О05% РОРОР А 1.5% РТР 0.05% 0МР

Д 1.5% РРО *0.05<*1 РОРОР О 1-5% РТР + 0.05% РОРОР

5ошее роивоп (ст

Рис. 15. Характеристики сцинтилляторов на основе ПСМ-115 с различными спектросмещающими добавками.

M I I II I-1-1—I 111)11

1.5% FTP

r i i i il I_i , i_I I I I I II

10

Ю

POPOP(%)

p «j

>_'

в s

£ tm

a

85 80 75 70 65 60 55 50 45 40

ГГ

I ' I 1 I ' I

0.04% POPOP J

I . I . I i I .

0.5 \ 1.5 2 2.S FTP (%)

Рис. 16. Зависимость световыхода от концентраций первичной РТР и вторичной РОРОР добавок для сцинтилляционных пластин, изготовленных на основе полистирола ПСМ-115.

• S ample l

* Sample 2

* ♦ t • * • * 1 « :

- •

Ligth yiefcf dégradation -

& S 4 k 1 10 12 14 16

|| 1S

I 11

Рис. 17. Ожидаемое ухудшение свойств сцинтиллятора как функция времени (измерения проводились при повышенной температуре).

Предполагается, что работа в эксперименте ATLAS будет продолжаться не менее десяти лет. Поэтому естественным требованием к любому компоненту установки является прогнозирование его поведения в течение этого времени. Для оценки степени ухудшения свойств сцинтиллятора во времени была использована методика искусственного старения. Ее суть заключается в резком возрастании скорости протекания химических реакций с увеличением температуры. Рассмотрим естественное старение сцинтиллятора как простейшую химическую реакцию вида А—>Х, дающую в результате деградацию главных характеристик сцинтиллятора — световыхода и прозрачности. Скорость химической реакции определяется формулой dA/dt=k(T) • А, где А есть концентрация реагента; k(T)=ko- exp(E/RT) - постоянная скорости химической реакции; Е, R и Т - энергия активации, универсальная газовая постоянная и температура соответственно. На основании вышеприведенных формул легко подсчитать, что отношение скоростей реакций, например при температурах 20° (рабочая температура

01

установки ATLAS) и 70°С (искусственное старение) и энергии активации для полистирола 91.19 кДж/моль, составляет 235. Это соответствует ~ 16 годам естественного старения.

В процессе опыта две сцинтилляционные пластины содержались около месяца при температуре 70°С с небольшими перерывами для проведения промежуточных измерений. Данные по деградации световыхода и длины затухания представлены на рис. 17, где отложены отношения после/до нагревания. Ступенчатый рост прозрачности сразу после начала нагревания может быть связан с процессами отпуска в сцинтилляционных пластинах при повышенной температуре. Приняв первую точку графика за исходную, 5%-ое ухудшение длины затухания наблюдается в точке, соответствующей 10 годам срока эксплуатации. Деградация световыхода не превышает 10%.

¿0.98 J0.96 0.94 0.92 0.9 0.88 0.86 0.84 0.82 0.8

-1||П| III ||||1| 1 1 llllllj ГЧ-

JO Д

Е û*» "H

г Д 8* -í

Г Ught yield att. ï .£2

; * Sampte 3 E

E O Samptetf :

^ Д Sampte 11 J

ñiml i i i nuil i i 11 mil 1 r

1.1

Tmt]—гттттш]—i i 111 iii¡—гт

У.Сб -

1

0.95 0.9 0.85 0.8

' S

— ^.-attenuation

* Simple 3

— О Sample *

— Д Sampfe il

l""l i i ' "Mil I i i I nul_[_

10

10" Time (hour)

1

10 10"

Tiene (hour)

Рис. 18. Изменение свойств литьевого сцинтиллятора в течение ближайших суток после изготовления.

а

При работе с литьевым сцинтиллятором наблюдался интересный эффект ухудшения сигнала со сцинтилляционной пластины при повторных измерениях через некоторое время после ее изготовления. Обобщенные данные собраны на рис. 18. Оказалось, что 10-15%-ой деградации подвержен только световыход сцинтилляционных пластин, в то время как длина затухания остается неизменной. При этом резкое ухудшение характеристик происходит лишь в первые сутки после изготовления пластины. Далее процесс замедляется и становится сравнимым с ошибками измерения. Данную особенность необходимо учитывать при мониторинге во время массового производства сцинтилляционных пластин для адронного калориметра.

Радиационная обстановка в эксперименте ATLAS в основном будет определяться числом протон-протонных взаимодействий. Для большей части объема сцинтилляционного калориметра годовая доза не превысит 20 Гр. Максимальное

Q15 Cl 025

1 1 ' 1 1-

- е

- 1

• о 8

m в в о -

- • • о -

в о*

* .о-

1 . ,1 1 ., 1

значение годовой дозы составит 40 Гр, что за 10 лет времени эксплуатации установки выльется в 400 Гр (40 крад). Радиационная стойкость пластинчатого адронного калориметра определяется его наиболее чувствительными элементами - сцинтиллятором и спектросмещающими волокнами. Деградация их свойств в процессе радиационного облучения приводит к ухудшению разрешения калориметра.

Были проведены исследования радиационной стойкости стандартного литьевого сцинтиллятора (1.5 % РТР и 0.04% РОРОР на базе ПСМ-115) при облучении его у-квантами и адронами. Результаты сравнительного исследования влияния адронного и у-облучения суммированы на рис. 19. Адронное облучение вызывает более серьезные повреждения. Кроме того, радиационные повреждения от адронов быстрее возрастают с увеличением поглощенной дозы по сравнению с повреждениями, вызванными у-квантами. В целом, анализ данных демонстрирует незначительный эффект от воздействия радиационных полей в течение предполагаемого срока эксплуатации установки ATLAS (400 Гр) на характеристики литьевого сцинтиллятора.

Для исследования свойств калориметра было изготовлено несколько прототипов, три из которых представляли собой полномасштабные модули (один центральный и два боковых). Прототипы были всесторонне исследованы на мюонных, пионных и электронных пучках в диапазоне энергий 10-400 ГэВ:

Энергетическое разрешение для пионов исследовалось в диапазоне от 20 до 300 ГэВ при углах падения 0 от 0 до 30°. Зависимость о/Е аппроксимировалась стандартным выражением оIЕ = а/-JÊ ©b. Результаты для параметров а и b сведены в табл. 3.

Рис. 19. Относительный отклик при различных типах облучения как функция полученной дозы сразу (вверху) и через месяц после экспозиции.

0 b(%) b(%)

10° 46.9±1.2 1.78+0.12

20° 45.2±1.1 1.29+0.11

30° 46.2+1.4 2.13+0.14

Однородность отклика к пионам в сборке из нескольких модулей находится в пределах 1-2%. Исследования отклика калориметра на мюонный сигнал проводились в диапазоне энергий 10-300 ГэВ под полярным углом от 0 до 40°. При перпендикулярном падении осуществлялись калибровка, измерение свето-выхода и спектра энергетических потерь мюона. Световыход для 150 ГэВ мюо-нов составил 64 ф.э./ГэВ. Этого достаточно для надежного отделения отклика мюона от шума. Однородность отклика к мюонам была хуже, чем к пионам, - и составила 2-3%.

Экстенсивная программа по исследованию прототипов на тестовых пучках продемонстрировала их хорошие возможности, которые в полной мере удовлетворяют требованиям, предъявленным к адронной калориметрии эксперимента ATLAS.

В Заключении кратко сформулированы основные результаты работы.

Список литературы

1. A.C.Benvenuti, V.Giordano, M.Guerzoni, F.L.Navarria, T.Camporesi, P.Vaz, S.J.Alvsvaag, O.A.Maeland, A.Klovning, R.Rongved, A.L.Read, J.Bjarne, V.Hedberg, G.Jarlskog, I.Kronkvist, V.Cassio, D.Gamba, E.Torassa, E.Vallazza, L.Zanini, L.Lanceri, G.Della Ricca, P.Poropat, M.Bonesini, P.Negri, M.Paganoni, A.Gomez, A.Maio, L.Peralta, M.Pimenta, B.TomE, S.Bityukov, S.Gumenyuk, A.Karioukhine, V.Lapin, V.Obraztsov,

A.Ostankov, L.Petrovykh, I.Protopopov, V.Semenov, A.Zaitsev, D.Colledani, W.Dulinski, R.Turchetta. Prototype design, construction and test of a Pb/scintillator sampling calorimeter with wavelength shifter fiber optic readout. In: Proc. of "The 1992 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference - NSS-MIC", Orlando, USA, 1992, Ed. by F. Kirsten. IEEE Trans. Nucí. Sei., 40, (1993), 537-545.

2. Е.В.Власов, А.М.Зайцев, Ю.М.Иванюшенков, А.Н.Карюхин,

B.Ф.Образцов, А.Б.Фенюк, S.J.Alvsvaag, M.Bari, G.Barreira, A.C.Benvenuti, M.Bigi, M.Bonesini, M.Bozzo, T.Camporesi, V.Cassio, L.Castelliani, R.Cereceto, F.Chignoli, G.Deila Rica, D.R.Dharmasiri, M.C.Espirito Santo, E.Falk, P.Ferrari, D.Gamba, H.Garling, V.Giordano,

Yu.Gouz, M.Guerzoni, S.Gumenyuk, V.Hedberg, G.Jarlskog, A.Klovning, I.Kronkvist, L.Lanceri, R.Leoni, O.A.Maeland, A.Maio, R.Mazza,

E.Migliore, F.L.Navarria, P.Negri, B.Nossum, A.Onofre, M.Paganoni, M.Pegoraro, L.Peralta, M.Pimenta, P.Poporat, M.Prest, A.L.Read, A.Romero, L.Simonetti, B.Skaali, B.Tome, E.Torassa, P.P.Trapani, E.Valazza, M.G.Verardi. STIC - новый электромагнитный калориметр в области малых углов установки DELPHI. Препринт ИФВЭ 96-14. Протвино, 1996.

3. S.J.Alvsvaag, M.Bari, G.Barreira, A.C.Benvenuti, M.Bigi, M.Bonesini, M.Bozzo, T.Camporesi, H.Carling, V.Cassio, L.Castelliani, R.Cereceto,

F.Chignoli, G.Deila Rica, D.R.Dharmasiri, M.C.Espirito Santo, E.Falk, A.Fenyuk, P.Ferrari, D.Gamba, V.Giordano, Yu.Gouz, M.Guerzoni, S.Gumenyuk, V.Hedberg, G.Jarlskog, A.Karyukhin, A.Klovning, A.Konoplyannikov, I.Kronkvist, L.Lanceri, R.Leoni, O.A.Maeland, A.Maio, R.Mazza, E.Migliore, F.L.Navarria, P.Negri, B.Nossum, V.Obraztsov,

A.Onofre, M.Paganoni, M.Pegoraro, L.Peralta, L.Petrovykh, M.Pimenta, P.Poporat, M.Prest, A.L.Read, A.Romero, N.Shalanda, L.Simonetti, B.Skaali,

B.Stugu, B.Tome, E.Terranova, B.Tome, E.Torassa, P.P.Trapani, E.Valazza, M.G.Verardi, E.Vlasov, A.Zaitsev. The small angle tile calorimeter in the DELPHI experiment. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., A425, (1999), 106139.

4. ATLAS/Tile Calorimeter Collaboration. S.Akhmadaliev, F.Albiol, P.Amaral,

G.Ambrosini, A.Amorim, K.Anderson, M.L.Andrieux, B.Aubert, E.Auge,

F.Badaud, L.Baisin, F.Barreiro, G.Battistoni, A.Bazan, K.Bazizi, C.Bee, J.Belorgey, A.Belymam, D.Benchekroun, S.Berglund, J.C.Berset,

G.Blanchot, A.Bogush, C.Bohm, V.Boldea, W.Bonivento, P.Borgeaud, O.Borisov, M.Bosman, N.Bouhemaid, D.Breton, P.Brette, C.Bromberg, J.Budagov, S.Burdin, L.Caloba, F.Camarena, D.V.Camin, B.Canton, M.Caprini, J.Carvalho, P.Casado, R.Cases, M.V.Castillo, D.Cavalli, M.Cavalli-Sforza, V.Cavasinni, R.Chadelas, M.Chalifour, L.Chekhtman, J.L.Chevalley, I.Chirikov-Zorin, G.Chlachidze, J.C.Chollet, M.Citterio, W.E.Cleland, C.Clement, M.Cobal, F.Cogswell, J.Colas, J.Collot, S.Cologna, S.Constantinescu, G.Costa, D.Costanzo, J-P.Coulon, M.Crouau, P.Dargent, F.Daudon, M.David, T.Davidek, J.Dawson, K.De, E.Delagnes, C.de la Taille, J.Del Peso, T.Del Prete, P.de Saintignon, B.DiGirolamo, B.Dinkespiller, S.Dita, F.Djama, J.Dodd, J.Dolejsi, Z.Dolezal, R.Downing, J.-J.Dugne, P.-Y.Duval, D.Dzahini, I.Efthymiopoulos, D.Errede, S.Errcde, F.Etienne,

H.Evans, G.Eynard, F.Farida, P.Fassnacht, N.Fedyakin, J.Fernandez De Tro-coniz, A.Ferrari, A.Ferrari, A.Ferrer, V.Flaminio, D.Fournier, G.Fumagalli, E.Gallas, G.Garcia, M.Gaspar, F.Gianotti, O.Gildemeister, V.Glagolev, V.Glebov, A.Gomes, V.Gonzalez, S.Gonzalez De La Hoz A.Gordeev, H.A.Gordon, V.Grabsky, E.Grauges, Ph.Grenier, H.Hakopian, M.Haney,

C.Hebrard, A.Henriques, F.Henry-Couannicr, L.Hervas, E.Higon,

S.Holmgren, J.Y.Hostachy, A.Hoummada, M.Huet, J.Huston, D.Imbault, Yu.Ivanyushenkov, Y.Jacquier, S.Jezequel, E.Johansson, K.Jon-And, RJones, A.Juste, S.Kakurin, P.Karst, A.Karyukhin, Yu.Khokhlov, J.Khubua, V.Klyukhin, G.Kolachev, V.Kolomoets, S.Kopikov, M.Kostrikov, V.Kovtun, V.Kozlov, P.Krivkova, V.Kukhtin, M.Kulagin, Y.Kulchitsky, M.Kuzmin, L.Labarga, G.Laborie, D.Lacour, S.Lami, V.Lapin, O.Le Dortz, M. Lefebvre T.Leflour, R.Leitner, M.Leltchouk, A.Le Van Suu, J.Li, C.Liapis, O.Linossier, D.Lissauer, F.Lobkowicz, M.Lokajicek, Yu.Lomakin, O.Lomakina, J.M.Lopez Amengual, J-P.Lottin, B.Lund-Jensen, J.Lundquist, A.Maio, D.Makowiecki, S.Malyukov, L.Mandelli, B.Mansoulie, L.Mapelli,

C.P.Marin, P.Marrocchesi, F.Marroquin, L.Martin, O.Martin, Ph.Martin,

A.Maslennikov, N.Massol, M.Mazzanti, E.Mazzoni, F.Merritt, B.Michel, R.Miller, I.Minashvili, L.Miralles, A.Mirea, E.Mnatsakanian, E.Monnier, G.Montarou, G.Mornacchi, M.Mosidze, M.Moynot, G.S.Muanza, E.Nagy, P.Nayman, S.Nemecek, M.Nessi, D.Nicod, S.Nicoleau, M.Niculescu, J.M.Noppe, A.Onofre, D.Pallin, D.Pantea, R.Paoletti, I.C.Park, G.Parrour, J.Parsons, J.Pascual, A.Pereira, L.Perini, J.A.Perlas, P.Perrodo, P.Petroff, J.Pilcher, J.Pinhao, H.Plothow-Besch, L.Poggioli, S.Poirot, L.Price, Y.Protopopov, J.Proudfoot, O.Pukhov, P.Puzo, V.Radeka, D.Rahm,

G.Reinmuth, J.F.Renardy, G.Renzoni, S.Réscia, S.Resconi, R.Richards, J-P.Richer, I.Riu, C.Roda, J.Roldan, J.Romance, V.Romanov, P.Romero, N.Russakovich, P.Sala, E.Sanchis, H.Sanders, C.Santoni, J.Santos,

D.Sauvage, G.Sauvage, A.Savoy-Navarro, L.Sawyer, L.-P.Says, A.Schaffer, P.Schwemling, J.Schwindling, N.Seguin-Moreau, W.Seidl, J.M.Seixas,

B.Sellden, M.Seman, A.Semenov, V.Senchishin, L.Serin, E.Shaldaev, A.Shchelchkov, M.Shochet, V.Sidorov, J.Silva, V.Simaitis, S.Simion, A.Sissakian, I.Soloviev, R.Snopkov, J.Soderqvist, A.Solodkov, P.Sonderegger, K.Soustruznik, F.Spano, R.Spiwoks, R.Stanek, E.Starchenko, P.Stavina, R.Stephens, S.Studenov, M.Suk, A.Surkov, T.Sykora, J.P.Taguet,

H.Takai, F.Tang, S.Tardell, P.Tas, J.Teiger, F.Teubert, J.Thaler, J.Thion, Y.Tikhonov, V.Tisserand, S.Tisserant, S.Tokar, N.Topilin, Z.Trka, M.Turcotte, S.Valkar, M.J.Varanda, A.Vartapetian, F.Vazeille, I.Vichou, P.Vincent, V.Vinogradov, S.Vorozhtsov, V.Vuillemin, C.Walter, A.White, M.Wielers, I.Wingerter-Seez, H.Wolters, N.Yamdagni, G.Yarygin, C.Yosef, A.Zaitsev, R.Zitoun, Y.P.Zolnierowski. Tile Calorimeter Technical Design Report. CERN/LHCC 96-42, 1996.

5. A.N.Karyukhin, V.V.Lapin, Yu.M.Protopopov, V.G.Vasil'chenko. Radiation hardness study on molded scintillation tiles and wavelength shifting fibers. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., В117. (1996). 415-420.

Рукопись поступила 16 ноября 2000 г.

Введение.

1 Сцинтилляционные детекторы установки ВЕС.

1.1 Пучковый годоскоп.

1.2 Активная мишень.

1.3 Охранная система вокруг мишени. Счетчик на 11 взаимодействие в мишени.

1.4 Широкоапертурный годоскоп.

1.5 Охранная система вокруг электромагнитного 17 калориметра.

1.6 Краткое описание возможностей системы 18 сцинтилляционных детекторов установки.

2 Новый электромагнитный калориметр в области 20 малых углов установки DELPHI.

2.1 Изготовление прототипа и исследование его 20 характеристик.

2.1.1 Конструктивные особенности 21 прототипа.

2.1.2 Экспозиция прототипа на пучке. 23 Измеренные характеристики.

2.2 Калориметр STIC.

2.2.1 Структура калориметра.

2.2.2 Поглотитель.

2.2.3 Сцинтиллятор.

2.2.4 Сборка калориметра.

2.2.5 Кремниевый детектор максимума 36 ливня.

2.2.6 Сцинтилляционный годоскоп.

2.2.7 Краткие характеристики детектора.

3 Изготовление сцинтиллятора для 41 пластинчатого адронного калориметра установки ATLAS и исследование его характеристик.

3.1 Требования к качеству сцинтилляционных 43 пластин.

3.2 Производство сцинтилляционных пластин.

3.2.1 Литье сцинтиллятора под давлением.

3.2.2 Исследование исходных материалов. 48 Оптимизация спектросмещающих добавок.

3.2.3 Однородность световыхода. Длина 50 затухания.

3 .3 Долговременная стабильность сцинтиллятора.

3.4 Радиационная стойкость литьевого 55 сцинтиллятора.

3.5 Измерения на тестовых пучках. 58 Заключение 62 Библиография

Сцинтилляционный метод детектирования ионизирующих излучений в течение последних десятилетий является одним из основных способов регистрации и спектрометрии. Он позволяет непосредственно или по вторичным процессам детектировать все виды излучений. Его преимущества — малое разрешающее время, высокая эффективность регистрации косвенно ионизирующего излучения, возможность раздельной регистрации излучений различных видов и др. — могут быть реализованы в различной сцинтилляционной ядерно-физической аппаратуре.

В диссертации описываются детекторы, изготовленные на базе органических пластмассовых сцинтилляторов. Последние представляют собой раствор одной или двух спектросмещающих добавок в определенной пластмассовой основе. Заряженная частица, проходя сквозь вещество сцинтиллятора, оставляет за собой возбужденные молекулы, которые высвобождают небольшую часть полученной энергии в оптическом диапазоне. Процесс образования сцинтилляций особенно значителен в пластмассах, содержащих ароматические кольца (полистирол, поливинилтолуол и другие). Указанные пластмассы обычно составляют основу сцинтиллятора. В чистом виде основа также способна испускать фотоны, но в ультрафиолетовом диапазоне и с малой длиной затухания. Для увеличения длины затухания применяются различные первичные спектросмещающие добавки. Типичная концентрация первичной добавки лежит в пределах 1-2% по весу. За счет эффекта флюоресценции происходит переизлучение фотонов в более длинную область волн, поэтому одним из основных требований к первичной добавке является большое стоксово смещение - разница между максимумами спектров испускания и поглощения. Использование вторичных добавок существенно для более точного соответствия спектра испускания сцинтиллятора с областью максимальной чувствительности фотоприемника.

Пластмассовые сцинтилляторы являются надежными и удобными в использовании. Однако они обладают специфичными особенностями, которые следует учитывать при проектировании и последующей работе. Сцинтилляторы со временем теряют свои свойства (стареют). Воздействие повышенной температуры, паров растворителей, радиации, механические прогибы, неосторожное обращение усугубляют ситуацию. На самой уязвимой области пластмассовых сцинтилляторов - поверхности - образуются микротрещины, ведущие к быстрому ухудшению в передаче света за счет полного внутреннего отражения. К такому же эффекту приводит загрязнение масляной пленкой или отпечатками пальцев. Воздействие радиации на сцинтилляторы выше некоторых пределов может привести к необратимому снижению световыхода и уменьшению прозрачности. Световыход в сцинтилляторах может меняться от воздействия магнитного поля.

Несмотря на указанные недостатки применение сцинтилляторов в физике высоких энергий очень разнообразно. В диссертации описано их использование в эксперименте на фиксированной мишени в качестве разнообразных счетчиков, в эксперименте на встречных электрон-позитронных пучках как активной среды электромагнитного калориметра и в планируемом эксперименте на протон-протонном пучке как заполнителя адронного калориметра.

Диссертация состоит из введения, трех глав и заключения. В первой главе говорится о системе сцинтилляционных детекторов установки ВЕС. Описываются возможности детекторов, приводятся их основные характеристики. Отмечается удовлетворительная работа на протяжении 10 лет эксплуатации. Вторая глава касается разработки и изготовления нового электромагнитного калориметра STIC в области малых углов установки DELPHI. Рассказывается о причинах замены старого калориметра и высоких технических требованиях, выдвигаемых к новому. Описывается разработка и создание небольшого прототипа. Приводятся результаты его испытаний на тестовых пучках. Утверждается, что параметры, достигнутые прототипом, доказывают возможность изготовления полномасштабного детектора. Подробно говорится об изготовлении последнего. Даются его характеристики, полученные после установки калориметра на штатное место. Указывается о достижении детектором проектных предписаний. Третья глава посвящена изготовлению сцинтилляционных пластин для адронного калориметра установки ATLAS и исследованию их свойств. Подчеркивается преимущество метода литья под давлением перед остальными при массовом производстве. Детально исследуются такие характеристики литьевого сцинтиллятора как световыход, прозрачность, радиационная стойкость и старение.

Основные результаты диссертации:

Разработана и создана система сцинтилляционных детекторов спектрометра ВЕС. В составе спектрометра система участвует в выработке триггера нулевого и первого уровней, при off-line обработке записанных событий. Система успешно работает в течение 10 лет.

Разработан и изготовлен прототип электромагнитного калориметра в области малых углов установки DELPHI. Энергетическое разрешение прототипа составило -3% (для 45 ГэВ электронов), пространственная неоднородность отклика находится в пределах ±2% для наихудшего случая, координатное разрешение на границе (±1 мм) между кольцами составило -2 0 0 цм. На основании приобретенного опыта был изготовлен полномасштабный калориметр STIC. С начала 1994 года калориметр был установлен внутри установки DELPHI и показал проектные характеристики.

Отработана технология литья под давлением больших (3x200x400 мм3) сцинтилляционных пластин. Всесторонне исследованы их характеристики. Изготовлено около 20 тысяч пластин для инструментации нескольких прототипов адронного калориметра, в том числе три полмомасштабных. Экстенсивная программа по исследованию прототипов на тестовых пучках продемонстрировала их хорошие возможности, которые в полной мере удовлетворяют требованиям, предъявленным к адронной калориметрии эксперимента ATLAS. Начато производство финальной партии пластин для оснащения рабочих модулей калориметра.

Благодарности.

Автор считает своим приятным долгом выразить искреннюю благодарность своим коллегам по экспериментам ВЕС, DELPHI и ATLAS: Д.В.Амелину, Г.М.Беладидзе, Е.Б.Бердникову,

С.И.Биткжову, Г.В.Борисову, А.Я.Васину, |В. К. Вишне в скому|, Е.В.Власову, В.А.Дорофееву, Р.И.Джелядину, Ю.П.Гузу,

А.В.Екимову, Ю.М.Иванюшенкову, И.А.Качаеву, Г.А.Ключникову, А.К.Коноплянникову, В.Ф.Константинову, С.В.Копикову,

М.Е .Кострикову, В.В.Костюхину, А.А.Криушину, |М.А.Кулагину],

Н.С.Кулешову, В.В.Лапину, С.А.Лиходеду, Т.А.Ломтадзе,

В.Д.Матвееву, В.Ф.Образцову, А.П.Останкову, Б.Ф.Полякову,

Д.И.Рябчикову, В.К.Семенову, Г.Г.Сехниаидзе, А.А.Солодкову,

О.В.Соловьянову, Е.А.Старченко, А.Б.Фенюку, Ю.А.Хохлову, Е.Г.Цхададзе, Е.Н.Чернову.

Я глубоко признателен научному руководителю г-ну имярек за постановку задачи и научное руководство.

Я благодарен коллективу опытно-экспериментального производства, сотрудникам конструкторского и технологического отделов ИФВЭ за выполнение огромного объема работ по изготовлению разнообразного научного оборудования.

Заключение.

1.И.Грачев и др., Препринт ИФВЭ 70-98, Протвино 1970

2. С.И.Битюков и др., Препринт ИФВЭ 94-101, Протвино 1994

3. Ю.Б.Бушнин и др., Препринт ИФВЭ 88-47, Протвино 1988

4. Ю.Б.Бушнин и др., Препринт ИФВЭ 88-48, Протвино 1988

5. С.А.Зимин, М.М.Солдатов, Препринт ИФВЭ 93-71, Протвино 1993

6. Ю.Б.Бушнин, С.А.Зимин, Препринт ИФВЭ 93-72, Протвино 1993

7. А.В.Василевский и др., Препринт ИФВЭ 84-2, Протвино 1984

8. Т.В.Алимова и др., Препринт ИФВЭ 86-35, Протвино 198 6

9. Г.В.Борисов и др., Препринт ИФВЭ 98-60, Протвино 1998

10. Н.К.Вишневский и др., Препринт ИФВЭ 94-139, Протвино 1994

11. P.Aarnio et al., Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., A3031991) 233

12. The DELPHI collaboration, Proposal for the replacement of the Small Angle Calorimeter of DELPHI, CERN LEPC/92-6

13. A. Benvenuti et al., IEEE Trans. Nucl. Sci. 40 (1993) 537

14. H.Fessier et al., Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., 228 (1985) 303

15. H.Fessier et al., Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., A240 (1985) 284

16. B.Loher et al., Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., A 254 (1987) 26

17. G.S.Atoyan et al., Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., A 3201992) 144

18. J.Badier et al., Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., A 348 (1994) 74

19. R.Brenner et al., Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., A3261993) 198

20. G.Barichello et al., Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., A254 (1987) 111

21. Ph.Charpentier et al., IEEE Trans. Nucl. Sci., 39 (1992) 903

22. A. C. Benvenuti et al., STIC, The New DELPHI Luminosity-Monitor, Contribution to the International Conference on Calorimetry, La Biodola, Italy, 1993, DELPHI 94-31, CAL 112

23. S.J.Alvsvaag et al., The New Small Angle Calorimeter in DELPHI, Contribution to the International Conference on Calorimetry, Brookhaven, USA, 1994, DELPHI 94-148, CAL 118

24. A. С. Benvenuti et al. , The DELPHI Small Angle Tile Calorimeter, Contribution to the IEEE Nuclear Science Symposium, Norfolk, USA, 1994, DELPHI 94-157, CAL 120

25. M.Bonesini et al. , The Small angle Tile Calorimeter project in DELPHI, Contribution to the 4th International Conference on Advanced Technology and Particle Physics, 3-7 Oct 1994, Como, Italy, DELPHI 95-12, CAL 119

26. T.Camporesi et al., The DELPHI Small angle Tile Calorimeter, Contribution to the 19 94 Beijing Calorimetry Simposium, 14-18 Oct 1994, Beijing, P.R. China, DELPHI 95-14, CAL 123

27. Е.В.Власов и др., Препринт ИФВЭ 96-14, Протвино 1996

28. Ю.М.Гуз и др., Препринт ИФВЭ 95-108, Протвино 1995

29. В.Aubert et al., Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., A309 (1991) 438

30. В.К.Семенов, Состояние и перспективы разработки и применения сцинтилляторов и сцинтилляционных детекторов в XII пятилетке, Тезисы докладов IX Всесоюзной конференции Харьков, АН УССР, с.86

31. М.Г.Кадыков и др., Препринт ОИЯИ, 13-90-16, Дубна 1990

32. А.С. Benvenuti et al. , Status of the DELPHI Small Angle Tile Calorimeter Project, Contribution to the Europhysics 93 Conference, Marseille, France, 1993, DELPHI 94-32, CAL 113

33. S.J.Alvsvaag et al. , The Silicon Shower Maximum Detector for the STIC, Contribution to 6 Pisa Meeting on Advanced Detectors, La Biodola, Isola d'Elba, Italy, 1994, DELPHI 94126, CAL 117

34. M.Paganoni et al., A silicon pad shower maximum detector for a "Shaslik" calorimeter, Contribution to the IEEE Nuclear Science Symposium, Norfolk, USA, 1994, DELPHI 94-158, CAL 121

35. V.Cassio et al. , A silicon pad shower maximum detector for a "Shaslik" calorimeter, Contribution to the 4th International Conference on Advanced Technology and Particle Physics, 3-7 Oct 1994 , Como, Italy, DELPHI 95-13, CAL 122

36. G.Delia Ricca et al. , New technology for shower maximum silicon detectors for shashlik calorimeters, Contribution to the European Symposium on Semiconductor Detectors, New Dewelopments in Radiation Detectors,7-10 May 1995, Schloss Elmau, Germany

37. ATLAS Collaboration, Technical Proposal for a GeneralPurpose pp Experiment at the Large Hadron Collider at CERN, CERN/LHCC/94-43, LHCC/P2 15 December 1994

38. A.Bershtein et al. , Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., A262 (1987)