Сцинтилляционный стриповый детектор гибридного годоскопа для мюонной томографии крупномасштабных объектов

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

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.

Full Text

Restricted Access

About the authors

Н. А. Пасюк

Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”

Author for correspondence.
Email: NAPasyuk@mephi.ru
Russian Federation, Москва

К. Г. Компаниец

Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”

Email: NAPasyuk@mephi.ru
Russian Federation, Москва

А. А. Петрухин

Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”

Email: NAPasyuk@mephi.ru
Russian Federation, Москва

М. Ю. Целиненко

Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”

Email: NAPasyuk@mephi.ru
Russian Federation, Москва

В. В. Шутенко

Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”

Email: NAPasyuk@mephi.ru
Russian Federation, Москва

И. И. Яшин

Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”

Email: NAPasyuk@mephi.ru
Russian Federation, Москва

References

  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/

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Schematic of the hybrid muon hodoscope.

Download (217KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Three-dimensional model of the hybrid muon hodoscope: 1 - main support frame, 2 - vertically oriented plane of the scintillation strip detector, 3 - horizontally oriented plane of the scintillation strip detector, 4 - vertically oriented plane of the drift tube detector, 5 - horizontally oriented plane of the drift tube detector.

Download (280KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Scheme of muon registration by the strip.

Download (110KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Optical connector with SiPM.

Download (103KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Structure diagram of the signal reading board.

Download (163KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Block diagram of the data acquisition system of the scintillation strip detector.

Download (165KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. Structural diagram of the trigger system of the scintillation strip detector readout board.

Download (99KB)
Indexing metadata
9. Fig. 8. Structural diagram of the trigger system of the central unit of the scintillation strip detector.

Download (163KB)
Indexing metadata
10. Fig. 9. Correlation relation between muon telescope and beta spectrometer readings.

Download (105KB)
Indexing metadata
11. Fig. 10. Distribution of the light output of the strips at 50 and 250 cm from the SiPM (in terms of the muon response).

Download (245KB)
Indexing metadata
12. Fig. 11. SiPM amplitude spectra at 54.7, 55.2, and 55.7 V.

Download (214KB)
Indexing metadata
13. Fig. 12. Evaluation of spatial accuracy.

Download (96KB)
Indexing metadata
14. Fig. 13. Evaluation of angular accuracy.

Download (86KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences