VI Workshop de Física e Astrofísica de Neutrinos 2009
V Encontro do Projeto Neutrinos Angra
Resultados atuais dos Testes de Tubos
Fotomultiplicadores para Veto de Múons do Detector
Neutrinos Angra
Wallace Raposo 1
Mário Vaz 2
Luis Villaseñor 3
1
Mestrado em Instrumentação Científica do CBPF
LAFEX – CBPF
3 Universidade de Michuacan, Morélia, Mexico
2
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W.Raposo, M.Vaz – Resultados Atuais do Teste de PMT para Veto de Múons
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Resumo
Objetivos do Sistema de teste de MAPMTs
Testes de Cintiladores, Fibras WLS e MAPMT
Resultados Obtidos,
Conclusões e Perspectivas
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Objetivos do Teste de MAPMT para veto de múons
Medir:
ganho e estabilidade;
sensibilidade;
ruído térmico do fotocatodo e dinodos;
Outras fontes de ruído (raios cósmicos, EMI);
linearidade, apesar de não ser necessário para múons;
Em função de:
tensão de alimentação,
temperatura,
divisor resistivo (integrado na H7546A)
Formar a base de desenvolvimento do protótipo de
veto de múons e obter o título de mestre...
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Origem do setup: teste da Hamamatsu R5912
AngraNote 003-2007
Test Setup to Measure Gains of the Angra
Photomultipliers Using the Single
Photoelectron Technique
AngraNote 004-2007
Measurements of Signals from Muons Crossing
Vertically and Horizontally the Hamamatsu
R5912 PMT
W. Raposo, M. Vaz - CBPF, Rio de Janeiro, Brazil
L. Villasenor - UMSNH, Morelia, Mexico
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Setup de Teste de MAPMT
Diagrama de Blocos
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Setup de Teste de MAPMT - fibras cintiladoras tipo WLS
Fibra Plástica
Cintiladora WLS
Tira
Plástica
Cintiladora
2 fibras WLS na guia de PVC
μ
λ
Cintilador plástico + fibras WLS
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Setup para teste de MAPMT - I
Cintilador +fibra WLS + guia + MAPMT H7536A + cabos coaxiais
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Setup para teste de MAPMT - II
18 cabos coaxiais para os anodos + 1 cabo coaxial para o dinodo + cabo HV
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Setup para teste de MAPMT - III
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Setup para teste de MAPMT - IV
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Setup para teste de MAPMT - V
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Aquisição de Dados com Software LabVIEW
• Controle dos instrumentos de medidas utilizados (sensor de temperatura,
osciloscópio, multímetro de varredura)
• Interfaces utilizadas: USB, GPIB, Tektronix VISA, 1-wire (RS232 adapter)
• Gravação dos dados de uma varredura (2500 pontos por canal a 8 bits) a
cada trigger do osciloscópio, mais o valor das escalas vertical e horizontal
e a posição dos traços na tela do osciloscópio
• Aquisição de temperatura e tensão das fontes não é síncrona com a
aquisição de eventos da MAPMT
• Programa para processamento de dados off-line (transforma 2500
caracteres ASCII em uma planilha para a análise com ROOT)
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Software LabVIEW – temperatura e tensões
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Software LabVIEW para osciloscópio de múltiplos canais
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Fonte Negativa: dependência com Temperatura
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Detecção de Múon com H7546A a 900V – Carga (pC)
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Detecção de Múon com H7546A a 900V – Amplitude(mV)
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Single Photon Electron 1 canal
Noise
2 PE
1 PE
Pulses within 20 ns of
right window border
(Q miscalculated)
Ganho medido de um pixel da H7546A com a técnica de
singlePE: da ordem de 3.2 x 10^6 (vide “Illustration of the
SinglePE technique to measure the gain of a M64 (H7546A)
Multianode PMT” – Angra Meeting Campinas 2008)
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Resultados
• Foi feito um sistema de teste de PMTs com LED azul
gerando fótons simples e também fótons de
cintiladores com fibras ópticas WLS detectando
múons.
• Temos resultados de testes que nos permitem
caracterizar PMTs e também cintiladores com fibras
ópticas WLS.
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Conclusões
Teste de PMTs - não medimos:
Eficiência Quântica, resposta espectral, eficiência de coleta de fotoelétrons
Medimos:
Ganho com divisor resistivo da Hamamatsu e fonte de alta tensão do Gabriel
Ruído e relação sinal-ruido
Interação ambiental: só temperatura
Precisamos de mais medidas:
Interação ambiental: campos e temperatura
Estabilidade e armazenamento
Uniformidade
Métodos usados nas medidas:
Contagem de pulsos- amplificação, discriminação, contagem
Amostragem com osciloscópio Digital e aquisição via PC
Métodos a serem usados em medidas posteriores:
Corrente contínua - amplificação
Amostragem com sistema dedicado e aquisição via PC
Definir a variação da GHVPS (nova versão) com a temperatura
Tomar dados sobre a umidade do ar
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Referências
1 – Green, Dan. The Physics of Particle Detectors, Cambridge
University, 2000.
2 – Hamamatsu Photonics K.K. Photomultiplies Tubes: Basics and
Applications 3rd Ed., 2006.
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