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物理学 > 仪器与探测器

arXiv:2505.16601 (physics)
[提交于 2025年5月19日 ]

标题: 电阻板室探测器建造与认证:马克斯·普朗克物理研究所的尖端设施与工业伙伴合作

标题: Resistive Plate Chamber Detector Construction and Certification: State-of-the-Art Facilities at the Max Planck Institute for Physics, in Partnership with Industrial Partners

Authors:Davide Costa, Francesco Fallavollita, Hubert Kroha, Oliver Kortner, Pavel Maly, Giorgia Proto, Daniel Soyk, Elena Voevodina, Jorg Zimmermann
摘要: 电阻板室(RPCs)具有1毫米气体体积,并结合高压酚醛层压板(HPL)电极,能够提供几皮秒的优秀时间分辨率,以及几毫米的空间分辨率。 由于它们相对较低的生产成本和在高背景环境中的稳健性能,RPCs已成为大型探测区域仪器化在高能物理实验中的基本组成部分。 这些先进的RPC探测器的需求日益增长,特别是在大型强子对撞机(LHC)的高亮度升级(HL-LHC)中,这要求建立新的生产设施,能够在工业规模上交付高质量的探测器。 为了解决这一需求,在慕尼黑的马克斯·普朗克物理研究所开发了一个专门的RPC组装和认证设施,并与工业合作伙伴MIRION和PTS进行了战略协作。 这种合作关系促进了先进研究级别的组装方法向稳健、可扩展的工业过程的转移。 通过结构化的阶段性原型制作和认证方法,小规模($40 \times 50 \, cm^2$)原型上的初步测试验证了优化生产程序在大规模($1.0 \times 2.0 \, m^2$)RPC探测器上的可扩展性和适用性。 目前,该项目已进入最后的认证阶段,包括广泛的性能和耐久性测试,其中包括在CERN伽马辐照设施(GIF++)进行的一年长期照射活动。 本文详细介绍了新型组装技术的发展和成功工业实施,突出了通过这种工业-学术合作准备的RPC探测器增强的能力和可靠性,确保为高能物理探测器仪器化的即将来临的挑战做好准备。
摘要: Resistive Plate Chambers (RPCs) featuring 1 mm gas volumes combined with high-pressure phenolic laminate (HPL) electrodes provide excellent timing resolution down to a few hundred picoseconds, along with spatial resolution on the order of a few millimeters. Thanks to their relatively low production cost and robust performance in high-background environments, RPCs have become essential components for instrumenting large detection areas in high-energy physics experiments. The growing demand for these advanced RPC detectors, particularly for the High-Luminosity upgrade of the Large Hadron Collider (HL-LHC), necessitates the establishment of new production facilities capable of delivering high-quality detectors at an industrial scale. To address this requirement, a dedicated RPC assembly and certification facility has been developed at the Max Planck Institute for Physics in Munich, leveraging strategic collaborations with industrial partners MIRION and PTS. This partnership facilitated the transfer of advanced, research-level assembly methodologies into robust, scalable industrial processes. Through a structured, phased prototyping and certification approach, initial tests on small-scale ($40 \times 50 \, cm^2$) prototypes validated the scalability and applicability of optimized production procedures to large-scale ($1.0 \times 2.0 \, m^2$) RPC detectors. Currently, the project has entered its final certification phase, involving extensive performance and longevity testing, including a year-long irradiation campaign at CERN's Gamma Irradiation Facility (GIF++). This article details the development and successful industrial implementation of novel assembly techniques, highlighting the enhanced capabilities and reliability of RPC detectors prepared through this industrial-academic collaboration, ensuring readiness for upcoming challenges in high-energy physics detector instrumentation.
评论: 本文基于我们之前的技术预印本[arXiv:2501.04756],在第3节和第4节中有重要的新结果。引言和方法部分的一些文本进行了改编。
主题: 仪器与探测器 (physics.ins-det) ; 高能物理 - 实验 (hep-ex)
引用方式: arXiv:2505.16601 [physics.ins-det]
  (或者 arXiv:2505.16601v1 [physics.ins-det] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2505.16601
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

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来自: Francesco Fallavollita [查看电子邮件]
[v1] 星期一, 2025 年 5 月 19 日 21:51:36 UTC (51,819 KB)
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