Применение тонких сцинтилляционных счетчиков в детекторах частиц (обзор)

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

Рассматриваются конструкции и характеристики тонких сцинтилляционных счетчиков толщиной не более нескольких мм с большой геометрической апертурой. Такие счетчики с высоким световыходом и, соответственно, с высокой эффективностью регистрации заряженных частиц находят широкое применение в ядерной физике и физике частиц, а также в установках контроля бета-загрязнений одежды и различных предметов посредством выделения сигналов от низкоэнергетических электронов на фоне гамма-излучения. В этих применениях именно минимальная толщина сцинтиллятора при необходимых больших геометрических размерах детектора определяет высокую эффективность счетчиков в указанных экспериментах и установках контроля бета-загрязнений.

Full Text

Restricted Access

About the authors

В. В. Бреховских

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

Author for correspondence.
Email: brekhovs@ihep.ru
Russian Federation, Протвино

А. М. Горин

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

Email: brekhovs@ihep.ru
Russian Federation, Протвино

В. А. Дятченко

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

Email: brekhovs@ihep.ru
Russian Federation, Протвино

С. В. Евдокимов

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

Email: brekhovs@ihep.ru
Russian Federation, Протвино

А. А. Зайцев

Объединенный институт ядерных исследований

Email: brekhovs@ihep.ru
Russian Federation, Дубна

В. И. Изучеев

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

Email: brekhovs@ihep.ru
Russian Federation, Протвино

М. В. Медынский

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

Email: brekhovs@ihep.ru
Russian Federation, Протвино

В. И. Рыкалин

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

Email: brekhovs@ihep.ru
Russian Federation, Протвино

С. А. Садовский

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

Email: brekhovs@ihep.ru
Russian Federation, Протвино

А. А. Шангараев

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

Email: brekhovs@ihep.ru
Russian Federation, Протвино

References

  1. http://www.oka.ihep.su/
  2. Боголюбский М.Ю., Евдокимов С.В., Изучеев В.И., Паталаха Д.И., Полищук Б.В., Садовский С.А., Соловьев А.С., Столповский1 М.В., Харлов Ю.В., Кузьмин Н.А., Обудовский В.П., Петухов Ю.П., Сычков С.Я. // ЯФ. 2013. Т. 76. № 11. С. 1389.
  3. https://doi.org/10.7868/S0044002713110044
  4. Евдокимов С.В., Изучеев В.И., Кондратюк Е.С., Полищук Б.В., Садовский С.А., Харлов Ю.В., Шангараев А.А. // Письма в ЖЭТФ. 2021. Т. 113. № 5. С. 291.
  5. https://doi.org/10.31857/S1234567821050013
  6. Горин А.М., Евдокимов С.В., Зайцев А.А., Изучеев В.И., Полищук Б.В., Романишин К.А., Рыкалин В.И., Садовский С.А., Харлов Ю.В., Шангараев А.А. // Письма в ЖЭТФ. 2023. Т. 118. № 9. С. 629.
  7. https://doi.org/10.31857/S1234567823210012
  8. Горин А.М., Евдокимов С.В., Зайцев А.А., Изучеев В.И., Кондратюк Е.С., Полищук Б.В., Рыкалин В.И., Садовский С.А., Харлов Ю.В., Шангараев А.А. // Известия РАН. Серия физическая. 2023. Т. 87. № 8. С. 1109. https://doi.org/10.31857/S0367676523701995
  9. Рыкалин В.И., Рахматов В.Е., Соловьев Ю.А. // ПТЭ. 1993. № 2. С.243.
  10. https://cdn.standards.iteh.ai/samples/101010/4e369282c60744eb80a7f64c8679aa52/IEC-61098-2023.pdf
  11. Gorin A., Dyatchenko V., Kovalev V. // Nuclear.Inst. and Methods in Physics Research A. 2020. V. 952 P. 162129.
  12. https://eos.su/ru/products-tech/products/silikonovye-kompaundy-siel.html
  13. Рыкалин В.И., Медынский М.В., Джорджадзе В.П., Бицадзе Г. С. РФ Патент. RU2607518C1, 2017.
  14. https://ru.wikipedia.org/wiki/MINOS
  15. https://atlas.cern.ch/
  16. https://www.bnl.gov/rhic/export1/phenix/www/phenix_bnl.html
  17. https://www.manualslib.com/manual/2056163/Sensl-C-Series.html
  18. Buzhan P., Karakash A. // J. Phys.: Conf. Ser. 2020. V. 1689. P. 012011.
  19. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1689/1/012011
  20. https://www.kuraray.com/uploads/5a717515df6f5/PR0150_psf01.pdf
  21. Дулов Е.Н., Воронина Е.В., Масленникова А.Е., Бикчантаев М.М. Бета-спектроскопия: регистрация спектров бета-частиц, прохождение бета-частиц через вещество. Препринт. Казань: Казанский федеральный университет, 2013. https://kpfu.ru/portal/docs/F1590203643/Beta_LAST_4DAT.pdf
  22. https://www.pe2bz.philpem.me.uk/Comm01/-%20-%20Ion-Photon-RF/-%20-%20Scintillation/Site-001/Crystals/CastPlastic/bc408.htm
  23. https://wiki.jlab.org/ciswiki/images/4/49/EJ-200.pdf

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. FEU-KS photomultiplier tube

Download (57KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. General view photo of a thin scintillation counter with the scintillator working area of 1 × 200 × 300 mm3

Download (92KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. General view of the thin counter located in front of the target of the Hyperon-M unit

Download (136KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Photo of beta contamination measurement with the detector

Download (116KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. View of the detector counters: the reflector films of the left and right counters are removed, the right counter is removed from the housing

Download (120KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. View of beta contamination detector counter with ‘house’ - reflector made of aluminised lavsan

Download (212KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. General view of the target assembly of the Hyperon+ installation on the U-70 channel 18: red colour shows longitudinal counters of the charged particle veto-detector, black tubes - scintillation counters on the basis of NaI and BGO crystals, panel with amplifiers for SiPM is visible at the bottom

Download (352KB)
Indexing metadata
9. Fig. 8. Photo of the longitudinal thin veto detector counter without light-insulating paper and reflective (Tyvek) wrapping

Download (142KB)
Indexing metadata
10. Fig. 9. Photo of the longitudinal thin counter of the veto detector assembly

Download (52KB)
Indexing metadata
11. Fig. 10. Photo of the general view of the counter without reflective and light-protective wrapping: scintillation plate with WLS-fibres, two SiPMs, to which the ends of fibres are attached, and electronic module

Download (127KB)
Indexing metadata
12. Fig. 11. Photo of the general view of the meter assembly

Download (99KB)
Indexing metadata
13. Fig. 12. Count rate (at bias voltage of 30.5 V) as a function of the discrimination threshold of the formers: the line with round markers - counting of noise and natural radioactive background of the counter with dimensions 50 × 500 × 500 mm3, using WLS and one SiPM, the line with square markers - intrinsic noise counting of the isolated SiPM

Download (87KB)
Indexing metadata
14. Fig. 13. Calibration spectrum at a small number of photoelectrons. The left peak in the spectrum corresponds to the pedestal, the subsequent ones to the pulses of one-photoelectron signals, two-photoelectron signals, and so on

Download (86KB)
Indexing metadata
15. Fig. 14. Amplitude spectrum of the sum of signals of both SiPMs at registration of radiation from the 207Bi source

Download (88KB)
Indexing metadata
16. Fig. 15. Amplitude spectrum of the sum of signals of both SiPMs at registration of radiation from a 207Bi source with a plex filter

Download (83KB)
Indexing metadata
17. Fig. 16. Dependences of electron registration efficiency on their energy at SiPM bias voltage values of 30 V: square markers - results of contamination counter efficiency measurements. The dotted, dashed, solid and the line passing through the experimental points correspond to the calculated results of the probability of events with pfe ≥ 3 obtained for the average values of the numbers of photoelectrons registered by each SiPM equal to 142, 97, 77 and 45

Download (87KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences