Μελέτη της παροχής αερίου στους ανιχνευτές Micromegas

Abstract

Η παρούσα εργασία εκπονήθηκε στο πλαίσιο της ολοκλήρωσης των μεταπτυχιακών σπουδών του διατμηματικού προγράμματος, "Φυσική και τεχνολογικές εφαρμογές", της σχολής Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών, του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου σε συνεργασία με το ΕΚΕΦΕ Δημόκριτος. Πραγματεύεται τη μελέτη του ανιχνευτή Micromegas (Micro MEsh GAseous Structure) με μία πηγή ακτίνων - X, τον χαρακτηρισμό των βασικών χαρακτηριστικών του ανιχνευτή, την διάδοση και παροχή του αερίου. Ο ανιχνευτής MicroMEGAS είναι από τους πλέον διάσημους ανιχνευτές τόσο σε ερευνητικό επίπεδο όσο και σε ποικίλες εφαρμογές. Σε ερευνητικό επίπεδο ο ανιχνευτής Micromegas έχει ήδη γίνει αποδεκτός για την αναβάθμιση του ανιχνευτή ATLAS και χρησιμοποιείται στο φασματόμετρο του πειράματος COMPASS. Η εργασία αυτή, εκπονήθηκε σε δύο στάδια: Το πρώτο έλαβε χώρα στο εργαστήριο πειραματικής φυσικής υψηλών ενεργειών, του τομέα Φυσικής στο Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο ενώ το δεύτερο αναφέρεται η μελέτη του συγκεκριμένου ανιχνευτή μέσω προσομοίωσης, οι οποίες αφορούν στην επίδραση ενός βραχυκυκλωμένου strip με το μικροπλέγμα του ανιχνευτή, την συμπεριφορά των δυναμικών γραμμών του ηλεκτρικού πεδίου αλλά και της παροχής αερίου . Αυτές υλοποιήθηκαν με την μέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων κάνοντας χρήση των πακέτων Ansoft Maxwell και Comsol MultiPhysics.

This very own master thesis is dealing with, a. the study of standard and resistive Micromegas detector (Micro MEsh GAseous Structure) when is exposed to x-rays, b. the characterization of its basic attributes and finally c. the study of gas propagation inside the detector.This particular detector is already part of modern exeriments such us COMPASS and has already been approved as a part of ATLAS' upgrade as well. The upcoming thesis is actually devided in two parts: The first being, the experiments completed at the Laboratory of Experimental High Energy Physics housed in Physics Department of the National Technical University of Athens. Those include the study of 2 standard Micromegas using X - ray source. Last but not least, a simulation of a.a damaged strip beeing shorted with the mesh, b. the study of the electric streamlines and c. a simulation of the gas distribution, using the finite elements method has been performed making use of two relevant packages: Ansoft Maxwell 14.0 and Comsol MultiPhysics 4.2a.