Recherche et développement d'un détecteur gazeux PIM (Parallel Ionization Multiplier) pour la trajectographie de particules sous un haut flux de hadrons

par Jérôme Beucher

Thèse de doctorat en Physique nucléaire. Physique subatomique et applications

Sous la direction de Jacques Martino et de Dominique Thers.

Soutenue en 2007

à Nantes .


  • Résumé

    PIM (Parallel Ionization Multiplier) est un détecteur gazeux à microstructure multi-étage utilisant la technologie des micro-grilles. Ce nouveau dispositif, basé sur le principe de fonctionnement du détecteur MICROMEGAS (MICRO-MEsh GAseous Structure), offre d’excellentes caractéristiques pour la trajectographie de particules au minimum d’ionisation. Cependant, lorsque ce type de détecteur est placé dans un environnement à forte composante hadronique, des décharges apparaissent et dégradent sensiblement l’efficacité de détection et constituent un risque non négligeable pour l’électronique frontale. Afin de diminuer la probabilité d’avoir de tels événements, il est possible de réaliser la multiplication des charges par étapes successives. Dans le cadre du programme européen de physique hadronique (EU-I3HP-JRA4), nous avons investigué le détecteur multi-étage PIM pour une application sous un haut flux de hadrons. Lors de ce travail de recherche et développement, nous avons caractérisé de nombreuses configurations géométriques d’une structure PIM à 2 étages d’amplification séparés par un espace de transfert opérant avec un mélange gazeux Ne+10%CO2. Des tests réalisés sous faisceau de hadrons de hautes énergies auprès du CERN ont montrés que la probabilité de décharges peut être fortement réduite avec une structure adéquate du détecteur PIM. Un taux de décharges inférieur à 10-9 par hadron incident et une résolution spatiale de 53 µm ont par ailleurs été mesurés au point de fonctionnement correspondant au début du plateau d’efficacité (>96%).


  • Résumé

    PIM (Parallel Ionization Multiplier) is a multi-stage micropattern gaseous detector using micromeshes technology. This new device, based on MICROMEGAS (MICRO-MEsh GAseous Structure) detector principle of operation, offers good characteristics for minimum ionizing particles trajectography. However, this kind of detectors placed in hadron environment suffers discharges which degrade sensibly the detection efficiency and account for hazard to the front-end electronics. In order to minimize these strong events, it is convenient to perform charges multiplication by several successive steps. Within the framework of the European hadronphysics project (EU-I3HP-JRA4), we have investigated the multi-stage PIM detector for high hadrons flux application. For this part of research and development, a systematic study for many geometrical configurations of a two amplification stages separated with a transfer space operated with the gaseous mixture Ne+10%CO2 has been performed. Beam tests realised with high energy hadrons at CERN facility have given that discharges probability could be strongly reduced with a suitable PIM device. A discharges rate lower to 10-9 by incident hadron and a spatial resolution of 53 µm have been measured at the beginning efficiency plateau (>96 %) operating point.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (142 p.)
  • Annexes : Bibliographie p. 137-141

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Nantes. Service commun de la documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2007 NANT 2066
  • Bibliothèque : Université de Strasbourg. Service commun de la documentation. Bibliothèque Centrale de Recherche.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2007/BEU
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.