“高计数率多气隙电阻板室研制及应用”获2022年度高等学校科学研究优秀成果奖(科学技术)二等奖

近日,中心教师牵头的“高计数率多气隙电阻板室研制及应用”项目获教育部2022年度高等学校科学研究优秀成果奖(科学技术)二等奖,主要完成人有王义,李玉兰和韩冬三位老师。

“高计数率多气隙电阻板室研制及应用”项目由清华大学牵头,联合华中师范大学,北京北玻亚康玻璃有限公司和同方威视技术股份有限公司共同完成,已于2019年5月19日通过了教育部科技发展中心组织的技术鉴定。此次报奖提名意见如下:高能离子对撞实验是研究宇宙起源和发现新粒子物理的有力武器。针对高亮度高精度物理实验中粒子鉴别的技术难题,项目组发明了低电阻玻璃材料,研制出高计数率的多气隙电阻板室(MRPC)。

主要创新点如下:1、研究形成了独特的材料配方和先进的生产工艺,解决了玻璃熔化时的电解效应和析晶影响生产的问题,在国际上率先研制出了电阻率达10Ω·cm量级的低电阻玻璃,并成功实现了大尺寸低电阻玻璃的批量熔制和加工。 2、基于上述低电阻玻璃,优化了气隙结构参数和读出方式,研制出了大面积高计数率MRPC探测器。束流测量表明,25 kHz/cm2计数率下,探测效率达到 98%,时间分辨达到 60 ps,完全满足CBM实验要求;在70 kHz/cm<2高计数率下,探测效率高于 90%,时间分辨达 80 ps。该高计数率MRPC已被用于建造德国FAIR-CBM实验的高计数率高精度飞行时间谱仪,并已应用于STAR-eTOF和mCBM实验,运行性能稳定,满足粒子鉴别的实验要求。 

该研究成果属于原始创新,具有自主知识产权,解决了高亮度粒子物理与核物理实验所遇到的卡脖子探测技术难题,达到国际领先水平。该成果也增强了我国在国际大型物理实验合作中的显示度和话语权。