探测器的抗辐照性能和温度效应是新探测器实际应用时必须考虑和研究的重要性能。在各种大型实验中,飞行时间探测器(TOF)得到了广泛应用。作为TOF最重要的参数,时间分辨率是反映该探测器粒子鉴别本领的关键。美国RHIC-STAR飞行时间探测器将选用高时间分辨的多气隙电阻板室(MRPC)构成。实验研究不同工作气体MRPC的抗辐照性能,研究MRPC辐照损伤机理,寻找MRPC的特性与辐照剂量的依赖关系;实验研究MRPC的时间分辨、雪崩信号、探测效率、噪声和漏电流等特性随环境温度的变化规律。为MRPC-TOF在STAR的稳定运行和控制提供重要的资料。本课题的实施涉及探测器的运行机理、材料的辐照改性等学科的重要研究课题,它不仅对探测技术和谱仪学科、材料学科的发展有重要意义,而且是MRPC这种新型探测器推广应用的不可缺少的重要一步
本项目采用2种辐照剂量比STAR工作环境剂量率大2个数量级和大1个数量级的Gamma射线进行辐照,系统测量研究了MRPC的特性与辐照累积剂量的关系,实验结果表明在约每小时0.3rad的辐照剂量率下连续辐照1728小时,MRPC时间分辨等性能指标均没有出现明显的变化。表明MRPC在STAR亮度升级后仍能正常运行,满足STAR实验要求。同时用MC模拟和实验研究了MRPC的时间分辨、雪崩信号、探测效率、噪声和漏电流等特性随环境温度的变化规律。结果表明MRPC的温度效应的本质是气体增益的变化。当温度升高时,气体密度减小,电子的平均自由程变大,有效汤生系数增大,使MRPC的效率、信号幅度、噪声、暗电流都随之增大。MRPC要正常稳定地运行,必须保持STAR工作环境温度稳定,增加必要的冷却措施,为MRPC-TOF在STAR的稳定运行和控制提供了重要的参数。