[論文レビュー] An improved design of spark-protected microstrip gas counters (R-MSGC)

R. De Oliveira, V. Peskov+2 more|arXiv (Cornell University)|Jul 27, 2011

Particle Detector Development and Performance参考文献 5被引用数 3

ひとこと要約

この論文では、抵抗性カソードストリップ、10マイクロメートルの金属アノードストリップ、および表面放電を防ぐためのエッジ保護用Coverlayレイヤーを備えた標準プリント回路基板（PCB）を用いた、抵抗性マイクロストリップガスカウンタ（R-MSGC）の改良設計を提示している。この設計は、高性能ガラス基板マイクロストリップガスカウンタと同等の気体利得を達成しており、MICROMEGASなどの他のマイクロパターン検出器と比較して、低コストな代替手段としての可能性を示している。

ABSTRACT

We have developed microstrip gas counters manufactured on standard printed circuit board and having the following features: resistive cathode strips, thin (10 micron) metallic anode strips and electrodes protected against surface discharges by a Coverlay layer at their edges. These features allow the detector to operate at gas gains as high as can be achieve with the best microstrip gas counters manufactured on glass substrates. We believe that after further developments this type of detectors can compete in some applications with other micropattern detectors, for example MICROMEGAS.

研究の動機と目的

• 標準プリント回路基板（PCB）技術を用いた低コストでスケーラブルなマイクロストリップガスカウンタの開発を目的とする。
• 電極エッジにCoverlayレイヤーを導入することで、マイクロストリップガスカウンタのスパーク保護を向上させることを目的とする。
• コスト効率の高いプロセスを用いて、高精度なガラス基板マイクロストリップガスカウンタと同等の高い気体利得を達成することを目的とする。
• R-MSGCがMICROMEGASなどの他のマイクロパターン検出器と比較して、性能とコストの面で競争力を持つ可能性を評価することを目的とする。
• 抵抗性カソードストリップとエッジ絶縁を用いて、高い気体利得での安定動作を実現することを目的とする。

提案手法

• 抵抗性カソードストリップを備えた標準プリント回路基板（PCB）上にマイクロストリップガスカウンタを製造する。
• 高い空間分解能と信号効率を維持するため、薄い（10 µm）金属アノードストリップを用いる。
• 電極エッジにCoverlayレイヤーを適用し、表面放電を抑制し、スパークを防止する。
• 放電電流を制限し、検出器の安定性を向上させるために、抵抗性カソードストリップを統合する。
• 高性能ガラス基板マイクロストリップガスカウンタと同等の気体利得領域で検出器を動作させる。
• 制御されたガスおよび電圧条件下で、高い気体利得における検出器の性能を評価する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 標準PCB上に作製されたマイクロストリップガスカウンタは、高性能ガラス基板検出器と同等の気体利得を達成できるか？
• RQ2 Coverlayレイヤーは、高い気体利得における表面放電の抑制およびスパーク防止にどの程度効果的か？
• RQ3 抵抗性カソードストリップの使用が、検出器の安定性およびスケーラビリティをどの程度向上させるか？
• RQ4 この設計は、MICROMEGASなどの他のマイクロパターン検出器と性能とコストの面で競合可能か？
• RQ5 エッジ保護および抵抗性カソードを備えたPCBベースのR-MSGCで達成可能な最大気体利得はどの程度か？

主な発見

• R-MSGC設計は、ガラス基板上に作製された最高性能のマイクロストリップガスカウンタと同等の気体利得を達成した。
• Coverlayレイヤーは表面放電を効果的に抑制し、高い気体利得での安定動作を可能にした。
• 抵抗性カソードストリップは放電電流を顕著に低減させ、検出器の耐久性と寿命を向上させた。
• 標準PCB技術の使用により、低コストでスケーラブルかつ再現性の高い高性能検出器の製造が可能になった。
• 検出器は高い気体利得でも安定した動作を示し、高レート検出を要する用途への応用が有望であることを示した。
• この設計は、特定の用途においてMICROMEGASなどの他のマイクロパターン検出器と競合する強力な可能性を示している。