粒子探测器

封面......Page 1
标题......Page 3
版权......Page 4
译者的话......Page 7
第2版序......Page 9
第1版序......Page 12
目录......Page 15
导言......Page 23
第1章 粒子、辐射与物质的相互作用......Page 26
1.1 带电粒子的相互作用......Page 27
1.1.1 电离和激发导致的能量损失......Page 28
1.1.2 沟道效应......Page 34
1.1.3 电离产额......Page 36
1.1.4 多次散射......Page 39
1.1.5 轫致辐射......Page 40
1.1.8 总能量损失......Page 43
1.1.9 带电粒子的能量射程关系......Page 45
1.1.10 同步辐射损失......Page 48
1.2 光子的相互作用......Page 49
1.2.1 光电效应......Page 50
1.2.2 康普顿效应......Page 51
1.2.3 对产生......Page 53
1.2.4 光子吸收总截面......Page 54
1.3 强子的强相互作用......Page 57
1.4 气体中的漂移和扩散......Page 58
习题1......Page 63
参考文献......Page 64
2.1 分辨率和基本统计性质......Page 70
2.2 特征时间......Page 74
2.3 死时间修正......Page 75
2.4 偶然符合......Page 76
2.5 效率......Page 77
习题2......Page 79
参考文献......Page 80
3.1 辐射测量单位......Page 81
3.2 辐射源......Page 85
习题3......Page 88
参考文献......Page 89
第4章 加速器......Page 90
习题4......Page 94
参考文献......Page 95
5.1.1 无放大功能的电离计数器......Page 96
5.1.2 正比计数器......Page 101
5.1.3 盖革计数器......Page 107
5.1.4 流光管......Page 108
5.2 液体电离计数器......Page 111
5.3 固体电离计数器......Page 112
5.4 闪烁计数器......Page 120
5.5 光电倍增管和光电二极管......Page 127
5.6 切伦科夫计数器......Page 135
5.7 穿越辐射探测器(TRD)......Page 139
习题5......Page 141
参考文献......Page 142
6.1 云室......Page 152
6.2 气泡室......Page 154
6.3 流光室......Page 157
6.4 氖闪光管室......Page 159
6.5 火花室......Page 160
6.6 核乳胶......Page 162
6.7 银卤化物晶体......Page 163
6.8 X射线胶片......Page 164
6.9 热释光探测器......Page 165
6.11 塑料探测器......Page 166
习题6......Page 167
参考文献......Page 168
7.1 多丝正比室......Page 173
7.2 平面漂移室......Page 177
7.3 圆柱形丝室......Page 181
7.3.1 圆柱形正比室和漂移室......Page 182
7.3.2 放射形(Jet)漂移室......Page 186
7.3.3 时间投影室(TPC)......Page 188
7.4 微结构气体探测器......Page 191
7.5 半导体径迹探测器......Page 193
7.6 闪烁光纤径迹室......Page 196
参考文献......Page 198
8.1.1 电子光子级联......Page 207
8.1.2 均质量能器......Page 213
8.1.3 取样量能器......Page 217
8.2 强子量能器......Page 221
8.3 量能器的刻度和监测......Page 228
8.4 低温量能器......Page 230
习题8......Page 234
参考文献......Page 235
第9章 粒子鉴别......Page 241
9.1.1 飞行时间计数器......Page 242
9.1.2 利用电离损失鉴别粒子......Page 245
9.1.3 利用切伦科夫辐射鉴别粒子......Page 248
9.1.4 穿越辐射探测器......Page 252
9.2 量能器鉴别粒子......Page 254
9.3 中子探测器......Page 257
习题9......Page 260
参考文献......Page 261
10.1 中微子源......Page 267
10.2 中微子反应......Page 269
10.4 中微子探测器......Page 270
习题10......Page 280
参考文献......Page 281
第11章 动量测量和μ子探测......Page 284
11.1 固定靶实验磁谱仪......Page 285
11.2 专用磁谱仪......Page 291
习题11......Page 295
参考文献......Page 296
12.1 气体探测器中的老化效应......Page 298
12.2 闪烁体的耐辐照性......Page 303
12.3 切伦科夫计数器的耐辐照性......Page 305
12.4 硅探测器的耐辐照性......Page 306
习题12......Page 307
参考文献......Page 308
第13章 通用探测器实例：Belle......Page 311
13.1 Belle子探测器......Page 312
13.1.1 硅顶点探测器(SVD)......Page 313
13.1.2 中心漂移室(CDC)......Page 314
13.1.3 气凝胶切伦科夫计数器系统(ACC)......Page 317
13.1.4 飞行时间计数器(TOF)......Page 318
13.1.5 电磁量能器(ECL)......Page 321
13.1.6 KL和μ子探测系统(KLM)......Page 325
13.2 粒子鉴别......Page 326
13.3 数据获取电子学和触发系统......Page 328
13.4 亮度测量和探测器性能......Page 332
习题13......Page 333
参考文献......Page 334
14.1 引言......Page 336
14.2 系统示例......Page 337
14.3 探测限制......Page 341
14.4 探测器信号的获取......Page 342
14.4.1 信号积分......Page 343
14.5 信号处理......Page 346
14.6 电子学噪声......Page 347
14.6.1 热噪声(约翰孙噪声)......Page 348
14.7 信噪比与探测器电容的关系......Page 349
14.8 脉冲成形......Page 350
14.9 探测器和前端放大器的噪声分析......Page 352
14.10 时间测量......Page 357
14.11.1 逻辑单元......Page 359
14.11.2 传输延迟和功耗......Page 361
14.11.3 逻辑阵列......Page 362
14.12 模拟数字转换......Page 363
14.13 时间数字转换器(TDC)......Page 366
14.14 信号传输......Page 367
14.15.1 干扰拾取机制......Page 369
14.15.2 补救技术......Page 371
14.16 结论......Page 372
习题14......Page 373
参考文献......Page 374
15.1 引言......Page 375
15.2 探测器原始数据的重建......Page 376
15.3 分析面临的挑战......Page 378
15.4 分析模块......Page 379
15.4.1 带电粒子径迹......Page 380
15.4.2 能量重建......Page 383
15.4.3 夸克喷注......Page 384
15.4.5 次级顶点和不稳定粒子的重建......Page 385
15.5.1 蒙特卡洛事例产生子......Page 387
15.5.3 非探测器信息的分析方法......Page 388
15.5.4 多变量分析方法......Page 390
15.6 分析实例......Page 393
习题15......Page 395
参考文献......Page 396
第16章 粒子探测器在粒子物理以外的应用......Page 399
16.1 辐射相机......Page 400
16.2 血管造影......Page 403
16.3 粒子束肿瘤诊疗......Page 407
16.4 慢质子用于表面研究......Page 411
16.5 γ和中子反散射测量......Page 412
16.6 摩擦学......Page 414
16.7 放射性尘埃的同位素识别......Page 415
16.8 探查金字塔密室......Page 416
16.9 放射性衰变用作随机数产生子......Page 418
16.10 νe≠νμ的实验证据......Page 420
16.11 γ射线天文的探测器望远镜......Page 423
16.12 蝇眼探测器测量广延大气簇射......Page 425
16.13 水切伦科夫计数器寻找质子衰变......Page 427
16.14 放射性碳测定年代......Page 428
16.15 事故剂量学......Page 429
参考文献......Page 430
摘要......Page 436
参考文献......Page 437
17.1 带电粒子和辐射与物质的相互作用......Page 438
17.2 探测器的本征性质......Page 440
17.4 加速器......Page 441
17.6.1 云室......Page 442
17.6.5 火花室......Page 443
17.7.1 多丝正比室......Page 444
17.7.3 圆柱形丝室......Page 445
17.7.5 半导体径迹探测器......Page 446
17.8.1 电磁量能器......Page 447
17.8.4 低温量能器......Page 448
17.9.1 带电粒子鉴别......Page 449
17.9.3 中子探测......Page 450
17.11 动量测量......Page 451
17.13 通用探测器实例......Page 452
17.15 数据分析......Page 453
17.16 应用......Page 454
第18章 习题解答......Page 455
参考文献......Page 486
附录1 基本物理常数表......Page 489
附录2 物理单位的定义及转换......Page 492
附录3 单质和复合材料的性质......Page 494
附录4 蒙特卡洛事例产生子......Page 496
附录5 衰变能级纲图......Page 502
索引......Page 509