基于Micromegas的高气压TPC系统：技术突破与稀有事例探测的前沿应用
在高能物理实验，尤其是探索稀有事例（如无中微子双贝塔衰变、暗物质直接探测）的研究中，研制具有高空间分辨率、优异能量分辨、极低放射性本底及长期运行稳定性的探测器系统至关重要。基于微网格气体探测器（Micromegas）读出的高气压时间投影室（High-Pressure TPC, HP-TPC）系统，凭借其独特的技术优势，正成为这一领域的核心解决方案。
公司基于PandaX-III无中微子双贝塔衰变实验，研制的低本底高气压Micromegas探测器解决方案，以52个灵敏面积为194×194 mm²的低本底Micromegas探测器拼接构成一个圆柱形TPC系统的读出平面，TPC系统的最终工作气压达到10bar。
低本底高气压Micromegas探测器在传统Micromegas探测器的基础上做了如下改进：
1. 使用聚酰亚胺材质的柔性阳极板加高纯无氧铜支撑背板的结构替代传统的FR4材料阳极板，从原材料端降低探测器的放射性本底；
2. 使用全新的印刷热压接工艺，替代热辊压工艺，增加探测器的耐压上限与稳定性，满足高气压条件下探测器的高增益长时间稳定运行；
3. 使用窄边框工艺与抛光工艺，实现结构紧凑与高能量分辨率；
基于Micromegas探测器读出的高气压TPC系统，为稀有事例探测提供了高灵敏度和可靠性解决方案，同时也为核安全监测、医学成像等跨领域应用开辟了新路径。这一技术平台的持续优化，有望在未来成为高能物理研究与应用的重要工具。
技术参数
1. 探测器有效面积：194×194 mm²，条间距为3 mm
2. 放射性本底：²³⁸U：11.98 ± 1.68 μBq/cm²，²³²Th：3.55±1.64 μBq/cm²
3. 能量分辨率（FWHM @5.9 keV）：13.6% @1 bar，19% @10 bar
4. 高气体增益：~10⁵@1 bars或~10⁴@10 bars
