Untersuchung der Lichtausbeute von Plastikszintillatoren

Thimmel, J.

Book/Report

FZJ-2018-04431

Untersuchung der Lichtausbeute von Plastikszintillatoren

Thimmel, J. (Corresponding author)FZJ*

1993
Forschungszentrum Jülich GmbH Zentralbibliothek Verlag Jülich

Jülich : Forschungszentrum Jülich GmbH Zentralbibliothek Verlag, Berichte des Forschungszentrums Jülich 2804, 68 p. (1993)

Please use a persistent id in citations: http://hdl.handle.net/2128/19421

Report No.: Juel-2804

Abstract: Die Lichtausbeute von gebogenen und geraden Plastikszintillatoren des „Jülicher Quirls", einem am IKP Jülich entwickelten Szintillatorhodoskop, wurde mit minimalionisierenden Protonen untersucht. Eine Impulsunschärfe des Teststrahls von nur 2% gewährleistete einen definierten Energieverlust im Szintillator. Durch den Einsatz von Vieldrahtproportionalkammern konnte die Trefferposition der registrierten Ereignisse auf dem Testelement auf 2.5 mm genau rekonstruiert werden. Für den gebogenen Szintillatortyp stellte sich eine Responsevariation zwischen 90% und 100% - bezogen auf den globalen Mittelwert - über die gesamte Detektorflächeheraus, während sie beim geraden Typ 56% betrug. Zur Spitze beider Szintillatorformen hin ist ein Anstieg der Lichtausbeute erkennbar, der als Parabolspiegeleffekt" gedeutet wird. Transversal blieben die Änderungen der Lichtausbeute unter 15% (bezogen auf den lokalen Mittelwert). Irn kleinskaligen Responseverhalten waren keine extremen Variationen der Lichtausbeute am Szintillatorrand nachweisbar. Der ortsabhängige Verlauf der Photonenausbeute wurde für beide Szintillatortypen durch Interpolation nicht bestrahlter Bereiche über die gesamte Detektorfläche hinweg bestimmt. Die entsprechenden Fitfunktionen können zu Kalibrationszwecken herangezogen werden, wenn es darum geht, von der Pulshöhe des Szintillatorsignals auf den %3-Wert des registrierten Teilchens zu schließen. Von einer bedenkenlosen Übernahme dieser Eichfunktionen für modifizierte Lichtleiteranordungen ist hingegen abzusehen. Für die durch Dreifachkoinzidenz zwischen den Lagen des Hodoskops definierte Pixelstruktur wurden die Mittelwerte der Lichtausbeute ermittelt und sind in tabellarischer Form aufgelistet. Die Streuung der Pulshöhe relativ zum Mittelwert innerhalb eines solchen Flächenelements liegt typischerweise bei 16% , wobei der Beitrag statistischer Effekte die systematischen Variationen größtenteils überwiegt. Durchquert ein Teilchen alle drei Ebenen des Szintillatorhodoskops, so läßt sich sein $\beta$-Wert mittels der registrierten Pulshöhen auf besser als 6% genau bestimmen, sofern seine Geschwindigkeit unter 0.7 c liegt. Der experimentell ermittelte Responseverlauf wurde sowohl für den geraden als auch den gebogenen Szintillator in groben Zügen durch Simulationsrechnungen bestätigt.

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