Program
AGATA
Witold Męczyński Zakład Struktury Jądra
Seminarium IFJ PAN, Kraków, 12 stycznia 2006 r.
czyli
futurologia w spektroskopii promieniowania gamma
Plan
wprowadzenie
rozwój spektrometrów tracking promieniowania
spektrometr AGATA
nasze miejsce w projekcie
organizacja projektu
Eksperyment Morinagi
H.Morinaga, P.C. Gugelot, NP21(1963)293
52 MeV + 160Gd 160Dy + 4n2.5 x 3.8 cm NaI(Tl)
E=90 keV(1332 keV)4+
- 2
+
6+ -
4+
8+ -
6+
10+ -
8+
niedostateczna rozdzielczośćwysokie tłoniska wydajność
Moc rozdzielcza R i granica obserwacji 0
(Np/Nb)(F) = 0(0.76R)F
R = (SE/E)(P/T)
W(F) ~ (1/F!)F
n (%) R F 0
EB IV 239 9 9.0 4 10- 4
badanie kaskady (M,0) poprzez pomiar widma koincydencyjnego pomiędzy F detektorami, F M
Detektor germanowy HPGe-n+
implantacjaboru
dyfuzja litu
4 x 109 /cm3
110 x 100 mm, 770 cm3
= 181,3%
E = 2,09 keV (1332 keV)
4 kg
~ 400 mm
HPGe
J. Eberth, University of Cologne
Odpowiedź detektora Ge na promieniowanie
Nuclear Physics Group, University of Liverpool
E = ~50 keV - ~10 MeV: dominacja efektu Comptona
Rozwój spektrometrów : eksperyment Johnsona
43 MeV + 160Gd 160Dy +4n
A. Johnson et al., NP179(1972)753
2 Ge(Li), 43 cm3
E = 2.5 keV (1332 keV)
I 20+
Rozwój spektrometrów : Escape Suppressed Spectrometer (ESS)
Ge
osłona scynt.
’veto
singles
suppressed
60Co
G. Duchêne et al., NIM and Phys.Res. A432(1999)90
P/T ~ 20% P/T ~ 55%
wzrost P/T, ~ (P/T)2
NaI, BGO
Compton-suppresion shieldAnti-Compton shield
Rozwój spektrometrów : eksperyment Twina
P.J. Twin et al., PRL57(1986)811
205 MeV 40Ca + 108Pd 152Dy +4n
~ 0.6TESSA3: 16 ESS Ge, 0.5% 0 ~ 1%
~0.15
Rozwój spektrometrów : eksperyment Simpsona
J. Simpson et al., PRC62(2000)024321
170 MeV 36S + 130Te 162Er + 4n
EUROBALL III: 239 Ge, ~10%
0 ~ 0.002 %
EUROBALL IV, 239 HPGe
GAMMASPHERE, 122 HPGe
Rozwój spektrometrów germanowych
(1/
0)
AGATA – myśl projektuEUROBALL
MODEL
AGATA
~ 0.4
~ 0.8
~ 0.8
Nseg ~ 5000
wg
D. B
azza
cco
, Pad
ova
Tracking promieniowania
wg
E. F
arn
ea, P
ado
va
rozpraszanie komptonowskie
N oddziaływańN! permutacji: (0)(1)(2)(3), (0)(1)(3)(2)...
EPos
tarcza
pochłanianie
E
E
Współrzędna radialna miejsca oddziaływania
Współrzędna azymutalna miejsca oddziaływania
ampl
itu
da (
j. w
zgl.)
czas (ns)
transient (mirror) signal
net (real) signal
Analiza kształtu impulsu (PSA)
wg Th. Kroell, Padova
konwersja sygnał-cyfrapróbkowanie 10 ns~7000 kanałów
Skanowanie kryształu detektora
A.Boston et al., Univ. of Liverpool
Tracking – schemat ideowy
Pulse Shape Analysisto decompose
recorded waves
Highly segmented
HPGe detectors
·
·
··
Identified interaction
points(x,y,z,E,t)i
Reconstruction of tracks
e.g. by evaluation of permutations
of interaction points
Digital electronicsto record and
process segment signals
1
2 3
4
reconstructed -raysJ. Simpson, Daresbury
Spektrometr AGATA
Advanced GAmma Tracking Array
180 heksagonalnych kryształów HPGe36 segmentów w krysztale
6480 segmentów12 pentagonalnych kryształów HPGe
362 kg HPGe60 potrójnych klastrów
kąt bryłowy 82%promień wewnętrzny 23 cm
elektronika cyfrowaanaliza kształtu impulsu
tracking promieniowania
Pozycyjnie czuły spektrometr promieniowania
Detektor Agaty
HPGe, typ ndługość 90 mmśrednica 80 mm36 segmentówkapsuła Al 0.8 mm36 + 1 wyjść
Klaster Agaty
3 kryształy w kapsułachkriostat111 przedwzmacniaczychłodzone FET~230 wyjść
dewar LN2, 3 litry
AGATA, 180 HPGe, 6480 segmentów
Własności AGATY
EUROBALL IV AGATA
wg J. Simpson, Daresbury
GAMMASPHERE GRETA
wydajność: 40% (M = 1), 25% (M = 30)10% (M = 1), 5% (M = 30)
rozdzielczość:40 keV (1 MeV, v/c = 50%)
20 kHz (M = 30) 300 kHz (M = 30)
częstość
6 keV (1 MeV, v/c = 50%)
Rozwój spektrometrów germanowych
AGATA
„Demonstrator” AGATY
5 klastrów (15 Ge)
test PSA, tracking, DAQ poprawka dopplerowska
540 segmentów, 555 kanałów = 3 – 8% (M = 1)
= 2 – 4% (M = 30)
Cel: demonstracja idei
pomiary fizyczne
GSI FRS RISINGLNL PRISMA CLARAGANIL VAMOS EXOGAMJYFL RITU JUROGAM
Rozmycie szerokości linii w efekcie Dopplera
Ge
HPGe
wiązka
j. odrzutu
R
-szy punkt oddz.
wiązka
tarczaE = E( 1 + cos) = v/c
HPGe segmentowany
detektor pomocniczy dla pomiaru prędkości v jądra odrzutu!
Pierwszy pomiar testowy detektora AGATY
Uniwersytet w Kolonii, IX.2005
Th. Steinhardt et al.
<d>~5 mm
redukcja szerokości linii rozmytej w efekcie Dopplera
Organizacja AGATY
AGATA Steering Commitee
AGATA Management Board
AGATA Working Groups
Detector module
Detector performance
Dataprocessing
Design andinfrastructure
Ancillary detectors & integrat.
Simulation &Data Analysis EURONS
AGATA teams
Elec.&DAQintegration
Devices for key
experiments
12 krajów europejskich, 42 laboratoria, R&D: 2003 – 2007, budowa: 2008 - ~ 2012
EU
Run Control & GUI
Nasz udział w programie AGATA
AGAVA (AGata Ancillary VME Adapter) Ancillary Detector GTS Interface
Piotr BednarczykAdam CzermakBarbara DulnyJerzy GręboszAdam MajBogdan SowickiJan StyczeńJacek WrzesińskiMirosław ZięblińskiW.M.
AGATA Ancillary Detectors and Ancillary Detector Integration Working Group
EURONS 2005 - 2008
test demonstartora AGATY z detektoramipomocniczymi: Euclides, Neutron Wall, Diamond, CUP, Recoil Filter Detector...
Data Processing
GUI - Graphic User Interface
projekt, test, zastosowanie
DZIĘKUJĘ!
Top Related