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从2012年7月欧洲核子研究中心(CERN)的ATLAS和CMS合作组宣布发现了希格斯(Higgs)粒子以来,探索新物理变成了物理学界的重要目标。为了更加深入了解Higgs粒子并对它进行更加详细和精确的测量,探索超出“标准模型”的新物理,中国提出了建造大型环形正负电子对撞机(CEPC)的Higgs工厂计划。本课题以CEPC探测器量能器系统的强子量能器(HCAL)为研究目标。其中HCAL有一种方案是采用塑料闪烁体和光学探测器件硅光电倍增管(SiPM)作为探测单元,这种量能器叫模拟读出型强子量能器(Analog readout HCAL,AHCAL)。对于CEPC量能器系统而言,基于粒子流算法的高颗粒度强子量能器需要约500万电子学通道。如果在满足物理需求的情况下探测单元越大,电子学通道则越少,从而探测器建造成本越小。为了控制强子量能器的总体造价,减少建造成本。本论文开展了不同尺寸的探测单元和有价格优势的国产SiPM性能测试相关研究工作以及相关蒙特卡洛模拟工作。采用先进的塑料闪烁体穹形拱顶结构和SiPM空气耦合的方式读出。测试了30mm×30mm×3mm,40mm×40mm×3mm,50mm×50mm×3mm的探测单元性能参数。结果显示:响应均匀性为在平均值10%的偏差内的区域均可达90%以上;宇宙射线响应结果最大可达到30p.e./MIP以上;对宇宙线MIP(最小电离粒子)粒子探测效率超过95%;测试了国产塑料闪烁体,光输出基本满足要求;测试了基于国产NDL-SiPM的40mm×40mm×3mm塑料闪烁体探测单元均匀性,与蒙特卡洛程序Geant4模拟对比基本吻合,响应均匀性为在平均值10%的偏差内的区域达到93.75%,对于MIP粒子探测效率为94.6%。通过对这些基于塑料闪烁体的探测单元的研究,表明了CEPC-AHCAL采用较大面积(40mm×40mm,50mm×50mm)的塑料闪烁体探测单元基本可行;采用国产SiPM基本可行。下一步,为了保持探测单元的一致性,研究注塑生产塑料闪烁体单元;测试尺寸结构更合适的国产SiPM。