Präzisionsmessung der Elektronen-Driftgeschwindigkeit in NeCO2

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Messung der Elektronen-Driftgeschwindigkeit in dem Gasgemisch Ne/CO2 (90% / 10 %). Durchgeführt wurde sie zur Optimierung der Spurendriftkammer des ALICE-Projektes am CERN.
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Messung der Elektronen-Driftgeschwindigkeit in dem Gasgemisch Ne/CO2 (90% / 10 %). Durchgeführt wurde sie zur Optimierung der Spurendriftkammer des ALICE-Projektes am CERN. Mit dem Aufbau zur Driftgeschwindigkeitsmessung läßt sich eine Genauigkeit von 1‰ erzielen. Untersucht wurden mit diesem Anspruch die Abhängigkeiten von der Temperatur, von CO2 Konzentrationsänderungen sowie von Stickstoffzugabe. Für die genaue Messung der Driftgeschwindigkeit wurde eine kleine Driftkammer gebaut. Die Ionisation des Gases erfolgt mit Hilfe eines UV-Lasers, dessen Strahl zunächst aufgeweitet, und dann geteilt wird. Der Abstand der so erhaltenen zwei Laser-Strahlen wird mit Hilfe von zwei präzisen Doppelblenden definiert. Zur Kontrolle der Gaszusammensetzung und -qualität wurde eine Gasanalysestation zusammengestellt. Die aufgenommenen Daten werden über ein ADC-System auf einem Computer gespeichert. Damit können in der Analyse die Driftgeschwindigkeitsdaten mit den Gasdaten zeitgleich ausgewertet werden. Das wird u.a. für die Korrektur der Daten auf den momentanen Druck und die Temperatur des Gases benötigt. Die Driftgeschwindigkeit wurde bei Feldstärken von 100 - 900 V/cm in Schritten von 100 V/cm gemessen. Die Spurendriftkammer des ALICE-Experimentes soll bei einer Feldstärke von 400 V/cm arbeiten. Die dafür gemessenen Ergebnisse sind: Temperaturabhängigkeit: Bei der erreichbaren Genauigkeit läßt sich über die Abhängigkeit der Driftgeschwindigkeit ve􀀀 von der Teilchenzahldichte N des Gases ve􀀀 = f(E/N) = f(E*T/P) keine weitere Temperaturabhängigkeit feststellen. Die relative Änderung der Driftgeschwindigkeit mit der Temperatur beträgt: Dv400 e􀀀 DT = 3.1 +- 0.23‰ /K CO2-Abhängigkeit: Die relative Änderung der Driftgeschwindigkeit mit dem CO2-Gehalt bei einer CO2- Konzentration um die 10% beträgt: Dv400 e􀀀;CO2 = -7.69 +- 0.39 Eine Erhöhung des CO2-Gehaltes um 1‰ (10.0% -> 10.1 %) führt also zu einer Herabsetzung der Driftgeschwindigkeit um ca. 7.7‰. N2-Abhängigkeit: Die relative Änderung der Driftgeschwindigkeit bei Stickstoffzugabe beträgt Dv400 e􀀀;N2 = - 1.14 +- 0.08 Eine Zugabe von 1‰ N2 zur Driftgasmischung führt damit zu einer Herabsetzung der Driftgeschwindigkeit um ca. 1.1‰ .
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Metadaten
Author:Jens Wiechula
URN:urn:nbn:de:hebis:30-13611
URL:http://www.ikf.physik.uni-frankfurt.de/IKF-HTML/highenergy/thesis.html
Document Type:Diplom Thesis
Language:German
Year of Completion:2004
Year of first Publication:2004
Publishing Institution:Univ.-Bibliothek Frankfurt am Main
Granting Institution:Johann Wolfgang Goethe-Univ.
Release Date:2005/08/08
HeBIS PPN:18552933X
Institutes:Physik
Dewey Decimal Classification:530 Physik
Sammlungen:Universitätspublikationen
Licence (German):License Logo Veröffentlichungsvertrag für Publikationen

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