Изучение долговременной стабильности характеристик счетчиков, состоящих из экструдированного сцинтиллятора и переизлучающих свет оптических волокон

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Приведены результаты изучения долговременной стабильности счетчиков, состоящих из полос экструдированного сцинтиллятора и переизлучающих свет оптических волокон. Перед массовым изготовлением счетчиков было проведено исследование старения сцинтилляторов и волокон прототипов с использованием ускоренного старения при более высоких температурах, которое потом было продолжено как интересная методическая работа. За первые 5–6 лет происходит снижение световыхода на уровне 3% в год. Затем старение происходит медленнее, и после снижения выхода света за 20 лет на 26% старение почти прекращается. Проведенное после перерыва около двух с половиной лет повторение изучения старения “состаренных” ранее образцов показало, что старение такого сцинтиллятора не превышало 0.5% в год при температуре 20 ˚C. Проверки методики ускоренного старения прямыми измерениями в течение 4.5 лет показали, что результаты, полученные прямыми измерениями и с использованием методики ускоренного старения, хорошо согласуются между собой.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. Н. Евдокимов

Институт физики высоких энергий им. А.А. Логунова Национального исследовательского центра “Курчатовский институт”

Автор, ответственный за переписку.
Email: evdokimovv@ihep.ru
Россия, 142281, Протвино, Московская обл., пл. Науки, 1

Список литературы

  1. Mu2e (Collabor). Mu2e Technical Design Report, Cornell University, 2015. http://arxiv.org/abs/1501.05241
  2. Bezzubov V., Denisov D., Evdokimov V., Lipaev V., Schukin A., Vasilyev I.// Nuclear Instrum. Methods A. 2014. V. 753 Р. 105.
  3. Еремин В.В., Каргов С.И., Кузьменко Н.Е. Задачи по физической химии. Часть 2. Химическая кинетика. М: Электрохимия, 1999.
  4. Карюхин А.Н. Разработка и исследование сцинтилляционных детекторов в экспериментах на ускорителях и коллайдерах. ИФВЭ 2000-51. Дис. … канд. физ.-мат. наук. Протвино: Институт физики высоких энергий, 2000.
  5. Гаврилов Ю.К., Гущин Е.Н., Лаптев С.В., Постоев В.Е., Филиппов С.Н.// ПТЭ. 2012. № 5. С. 13.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Сжатие шкалы времени (в логарифмической шкале) химических реакций по формуле Аррениуса при данной температуре по сравнению с ожидаемой при температуре эксперимента 20 ˚С.

Скачать (122KB)
3. Рис. 2. Зависимость амплитуды сигналов MIP от счетчика № 116 от времени при температуре 70 ˚C для ускоренного старения. Стаб1 и Стаб2 – сигналы с различных полос сцинтиллятора с использованием усилителей со стабилизацией температурной зависимости усиления; “в сцинт” и “волокна” – измерения, отличающиеся деталями ввода калибровочного сигнала от светодиода.

Скачать (213KB)
4. Рис. 3. Зависимость амплитуды сигналов MIP от образца № 116 от времени при температуре 70 ˚C для ускоренного старения. Приведены сигналы, полученные с использованием усилителей со стабилизацией от различных полос сцинтиллятора с вводом калибровочных сигналов прямо в сцинтиллятор. Шкала времени пересчитана по формуле Аррениуса от 70 ˚C к температуре эксперимента 20 ˚C.

Скачать (185KB)
5. Рис. 4. Отображение результатов старения образцов № 115 и № 118 при температуре 50 ˚C и образцов № 116 и № 119 при температуре 70 ˚C в шкале времени, пересчитанной по формуле Аррениуса. Показаны усредненные по двум волокнам в сцинтилляторе данные с использованием усилителей с термостабилизацией.

Скачать (164KB)
6. Рис. 5. Зависимость амплитуды сигналов MIP от прототипа сцинтилляционного счетчика № 116 от времени во втором сеансе ускоренного старения, после 2.5 лет выдержки после первого старения, при температуре 70 ˚C. Стаб1 и Стаб2 – сигналы от различных полос сцинтиллятора.

Скачать (231KB)
7. Рис. 6. Зависимость амплитуды сигналов MIP от счетчика № 119 от времени во втором сеансе ускоренного старения, после 2.5 лет выдержки после первого старения, в шкале эффективного времени старения в годах.

Скачать (236KB)
8. Рис. 7. Зависимость амплитуды сигналов от счетчика № 117 от времени при естественном старении в лабораторной комнате при температуре 27 ˚C в течение 4.5 лет. Стаб1 и Стаб2 − сигналы от различных полос сцинтиллятора.

Скачать (253KB)
9. Рис. 8. Зависимость амплитуды сигналов от счетчика № 120 от времени при естественном старении в лабораторной комнате при температуре 27 ˚C в течение 4.5 лет. Стаб1 и Стаб2 − сигналы от различных полос сцинтиллятора.

Скачать (358KB)
10. Рис. 9. Зависимость амплитуды сигналов MIP от прототипа счетчика № 120 от времени при естественном старении в лабораторной комнате при температуре 27 ˚C в течение 4.5 лет. Приведены сигналы кремниевых ФЭУ с усилителями без компенсации температурной зависимости SiPM, при учете зависимости от температуры путем внесения поправок.

Скачать (252KB)

© Российская академия наук, 2024