Сцинтилляционный стриповый детектор гибридного годоскопа для мюонной томографии крупномасштабных объектов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Для мюонографии крупномасштабных объектов в НОЦ НЕВОД (НИЯУ МИФИ) создан гибридный мюонный годоскоп. Многоканальная детектирующая система годоскопа, состоящая из сцинтилляционного стрипового детектора и детектора на дрейфовых трубках, предназначена для регистрации треков заряженных частиц, в основном мюонов. Детектор на сцинтилляционных стрипах является самостоятельным трековым детектором, формирующим начальное положение трека и триггерный сигнал для детектора на дрейфовых трубках. В статье описывается конструкция сцинтилляционного стрипового детектора, принципы работы считывающей электроники, а также приведены основные технические характеристики.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Н. А. Пасюк

Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”

Автор, ответственный за переписку.
Email: NAPasyuk@mephi.ru
Россия, Москва

К. Г. Компаниец

Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”

Email: NAPasyuk@mephi.ru
Россия, Москва

А. А. Петрухин

Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”

Email: NAPasyuk@mephi.ru
Россия, Москва

М. Ю. Целиненко

Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”

Email: NAPasyuk@mephi.ru
Россия, Москва

В. В. Шутенко

Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”

Email: NAPasyuk@mephi.ru
Россия, Москва

И. И. Яшин

Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”

Email: NAPasyuk@mephi.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Alvarez L.W. Lawrence Radiation Laboratory Physics. 1 March 1965. Note 544.
  2. Alvarez L.W., Anderson J.A., Bedwei F.E., Burkhard J., Fakhry A., Girgis A., Goneid A., Hassan F., Iverson D., Lynch G., Miligy Z., Moussa A.H., Sharkawi M., Yazolino L. // Science. 1970. V. 167. P. 832. https://doi.org/10.1126/science.167.3919.832
  3. Morishima K., Kuno M., Nishio A. et al. // Nature. 2017. V. 552. P. 386. https://doi.org/10.1038/nature24647
  4. A detector for muon tomography. UT Maya Muon Group. Technical report. The University of Texas at Austin, Jun е, 2004.
  5. Basset M., Ansoldi S., Bari M., Battiston R., Blasko S., Coren F., Fiori E., Giannini G., Iugovaz D., Menichelli M., Reia S., Scian G. // Nucl. Instrum. and Methods A. 2006. V. 567. P. 298. https://doi.org/10.1016/j.nima.2006.05.099
  6. Menichelli M., Ansoldi S., Bari M., Basset M., Battiston R., Blasko S., Coren F., Fiori E., Giannini G., Iugovaz D., Papi A., Reia S., Scian G. // Nucl. Instrum. and Methods A. 2007. V. 572. P. 262. h ttp://dx.doi.org/10.1016/j.nima.2006.10.317
  7. Tanaka H.K.M., Taira H., Uchida T., Tanaka M., Takeo M., Ohminato T., Aoki Y., Nishitama R., Shoji D., Tsuiji H. // J. Geophys. Res. 2010. V. 115. B12332. https://doi.org/10.1029/2010JB007677
  8. Lesparre N., Gibert D., Marteau J., Komorowski J.-C., Nicollin F., Coutant O. // Geophys. J. Int. 2012. V. 190. P. 1008. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2012.05546.x
  9. Noli P., Ambrosino F., Bonechi L., Bross A., Cimmino L., D’Alessandro R., Masone V., Mori N., Passeggio G., Pla-Dalmau A., Saracino G., Scarlini E., Strolin P. // Ann. Geophys. 2017. V. 60. S0105. https://doi.org/10.4401/ag-7380
  10. Nagamine K., Iwasaki M., Shimomura K. et al. // Nucl. Instrum. and Methods A. 1995. V. 356. P. 585.
  11. Tanaka H.K.M., Nagamine K., Nakamura S.N., Ishida K. // Nucl. Instrum. and Methods A. 2005. V. 555. P. 164. http://dx.doi.org/10.1016/j.nima.2005.08.099
  12. Tanaka H.K.M., Muraoka H. // Geosci. Instrum. Method. Data Syst. 2013. V. 2. P. 145. https://doi.org/10.5194/gi-2-145-2013
  13. Morishima K., Naganawa N., Nakano T., Nakamura M., Kawarabayashi J., Tomita H., Iguchi T., Maeda S. // Proc. of the 26 th Workshop on Radiation Detectors and Their Uses in KEK. 2012. P. 27.
  14. Nagamine K. // Proc. Jpn. Acad. B. 2016. V. 92. P. 265. https://doi.org/10.2183/pjab.92.265
  15. Jenneson P.M. // Nucl. Instrum. and Methods A. 2004. V. 525. P. 346. https://doi.org/10.1016/j.nima.2004.03.093
  16. Gilboy W.B., Jenneson P.M., Simons S.J.R., Stanley S.J., Rhodes D. // Nucl. Instrum. and Methods B. 2007. V. 263. P. 317. https://doi.org/10.1016/j.nimb.2007.04.122
  17. Borozdin K.N., Hogan G.E., Morris C., Priedhorsky W.C., Saunders A., Schultz L.J., Teasdale M.E. // Nature. 2003. V. 422. P. 277. https://doi.org/10.1038/422277a
  18. Priedhorsky W., Borozdin K., Hogan G. et al. // Rev. Sci. Instrum. 2003. V. 74. P. 4294. https://doi.org/10.1063/1.1606536
  19. Shultz L.J., Borozdin K.N., Gomez J.J., Hogan G.E., McGill J.A., Morris C.L., Priedhorsky W.C., Saunders A., Teasdale M.E. // Nucl. Instrum. and Methods A. 2004. V. 519. P. 687. https://doi.org/10.1016/j.nima.2003.11.035
  20. Osterlund M., Blomgren J., Donnard J., Flodin A., Gustafsson J., Hayashi M., Mermod P., Nilsson L., Pomp S., Wallin L., Ohrn A., Prokofiev A.V. // Proceed. Sie. 2007. V. 25. P. 30 https://doi.org/10.22323/1.025.0030
  21. Bogolyubsky M., Bojko N., Borisov A., Fakhrutdinov R., Kozhin A., Yushchenko O. // Proceed. of 2008 IEEE NSS and MIC conference. 19–25 October 2008. Dresden, Germany. 2008.
  22. Pesente S., Vanini S., Benettoni M., Bonomi G., Calvini P., Checchia P., Conti E., Gonella F., Nebbia G., Squarcia S., Viesti G., Zenoni A., Zumerle G. // Nucl. Instrum. and Methods A. 2009. V. 604. P. 738. https://doi.org/10.1016/j.nima.2009.03.017
  23. Астапов И.И., Каверзнев М.М., Конев Ю.Н., Петрухин А.А., Хохлов С.С., Яшин И.И. РФ Патент 2761333C1, 2021.
  24. Сайт ООО “Унипласт”. h ttp://www.uniplast-vladimir.com
  25. Сайт фирмы KURARAY. h ttp :// kuraraypsf.jp/psf/ws.html
  26. Datasheet HAMAMATSU MPPC S13360 series – Cat. No. KAPD1052E04 Aug. 2016 DN.
  27. Yashin I.I., Davidenko N.N., Dovgopoly A.O., Fakhroutdinov R.M., Kaverznev M.M., Kompaniets K.G., Konev Yu.N., Kozhin A.S., Paramoshkina E.N., Pasyuk N.A., Tselinenko M.Yu., Yuschenko O.P., Zolotareva O.V. // Phys. Atomic Nuclei. 2021. V. 84. P. 1171. https :// doi.org /10.1134/ S 1063778821130421
  28. Яшин И.И., Киндин В.В., Компаниец К.Г., Пасюк Н.А., Целиненко М.Ю. // Известия РАН. Серия физическая. 2021. Т. 85. № 4. C. 598. https://doi.org/10.31857/S0367676521040396
  29. Сайт фирмы ORAFOL. https ://www.orafol.com/en/americas/products/orabond-1395tm
  30. Сайт фирмы Weeroc. https ://www.weeroc.com/products/sipm-read-out/petiroc-2a
  31. Сайт фирмы Terasic. https ://www.terasic.com.tw/en/
  32. Datasheet Weeroc Petiroc 2A v. 2.5b – Doc date: 08/10/2018.
  33. Астапов И.И., Пасюк Н.А., Хохлов С.С., Целиненко М.Ю., Яшин И.И. РФ Патент 2794236C1, 2023.
  34. Сайт фирмы CAEN. https ://www.caen it/products/dt5702/

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схема гибридного мюонного годоскопа.

Скачать (217KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Трехмерная модель гибридного мюонного годоскопа: 1 – основная несущая рама, 2 – вертикально ориентированная плоскость сцинтилляционного стрипового детектора, 3 – горизонтально ориентированная плоскость сцинтилляционного стрипового детектора, 4 – вертикально ориентированная плоскость детектора на дрейфовых трубках, 5 – горизонтально ориентированная плоскость детектора на дрейфовых трубках.

Скачать (280KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Схема регистрации мюона стрипом.

Скачать (110KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Оптический разъем с SiPM.

Скачать (103KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Структурная схема платы считывания сигналов.

Скачать (163KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Блок-схема системы сбора данных сцинтилляционного стрипового детектора.

Скачать (165KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Структурная схема триггерной системы платы считывания сцинтилляционного стрипового детектора.

Скачать (99KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Структурная схема триггерной системы центрального блока сцинтилляционного стрипового детектора.

Скачать (163KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Корреляционная зависимость между показаниями мюонного телескопа и бета-спектрометра.

Скачать (105KB)
Метаданные
11. Рис. 10. Распределение световыхода стрипов в точках 50 и 250 см от SiPM (в пересчете на отклик от мюонов).

Скачать (245KB)
Метаданные
12. Рис. 11. Амплитудные спектры SiPM при напряжениях 54.7, 55.2 и 55.7 В.

Скачать (214KB)
Метаданные
13. Рис. 12. Оценка пространственной точности.

Скачать (96KB)
Метаданные
14. Рис. 13. Оценка угловой точности.

Скачать (86KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».