Yüksek gaz kazançlarının karışım oranı ve basıncına göre incelenmesi

Abstract

Gazlı parçacık detektörlerinde gaz kazançlarının en yüksek değere ulaştığı karışım oranlarının belirlenmesi elde edilecek performans açısından kritik bir öneme sahiptir. Doğrudan iyonlaşmalar ve uyarılan atomların enerji transferleriyle tetiklenen elektron çoğalma süreçleri maksimum kazancın gözlendiği karışım oranı ile yakından ilintilidir. Ayrıca gaz basıncı bu oranı belirleyen en önemli faktörlerden biridir. Bu çalışmada Argon-Zenon gaz karışımlarında maksimum kazançlara karşılık gelen Zenon kesrini belirlemek için farklı basınçlarda sistematik gaz kazancı hesaplamaları yapılmıştır. Enerji transfer parametreleri ve Magboltz benzetişim programı yardımıyla yapılan hesaplamaların literatürdeki deneysel sonuçlar ile tutarlı olduğu saptanmıştır. Geliştirilen yöntemin tutarlılığı, gazlı detektörlerde sıklıkla kullanılan diğer karışımlar için benzer analizlerin yapılabileceğinin önemli bir göstergesidir.

In gaseous particle detectors, the determination of the mixing concentrations at which gas gains are maximised is of particular importance for the performance to be achieved. Electron multiplication processes triggered by direct ionisation and energy transfer of excited atoms are closely related to the mixing ratio at which maximum gain is observed. In addition, gas pressure is one of the most important factors defining this ratio. In this thesis work, systematic gas gain calculations were performed at different pressures to specify the Zenon fraction corresponding to the maximum gains in Argon-Zenon gas mixtures. It is found that the calculations made with the assistance of energy transfer parameters and Magboltz simulation software are well consistent with the experimental results in the literature. The consistency of the developed method is an significant indication that similar analyses can be performed for other mixtures frequently used in gas detectors.