Глава 2. Тестирование прототипа сцинтилляционного детектора антисовпадательной защиты для эксперимента «сигнал»

2.1

Для проведения работ со сцинтилляционным детектором было принято решение создать собственную установку в радиационной лаборатории кафедры №7, представляющую собой «черный ящик», предназначенный для изоляции детектора от внешней засветки, и систему электроники. Совместно с автором в сборке установки принимали участие сотрудники и студенты кафедры №7. Результат работы представлен на рисунке ХХ.

Рис.ХХ. Черный ящик

2.2

Следующим шагом было создание прототипа антисовпадательной защиты и проверка работоспособности сцинтилляционного детектора, состоящего из пластикового сцинтиллятора Saint-Gobain BC-408, кремниевого фотоумножителя SensL MicroFC 30035-X13 размерами 3х3 мм², и системы электроники.

Рис ХХ. Пластиковый сцинтиллятор

Тестирование сцинтилляторов включало в себя два этапа.

На первом этапе использовалась одна обмотанная белой бумагой сцинтилляционная пластина, к торцу которой на оптической смазке крепились два кремниевых фотоумножителя. Были получены типичные осциллограммы сигналов от атмосферных мюонов, пример которой представлен на рисунке ХХ

Рис ХХ. Сигнал от единичного события (мюон)SiPM с двух каналов.

Рисхх

Рис ХХ. Суммарный сигнал от единичного события (мюон) с двух SiPM

РисХХ

С уверенностью можно сказать, что в двух каналах осциллографа наблюдается сигнал от одного и того же события (мюона), так как время события и форма сигналов схожи. Амплитуда сигнала составила порядка 40 мВ, длительность порядка 200 нс. Несколько различающаяся длительность сигналов и небольшая задержка обусловлены отличием электронных компонентов, используемых в плате для съема сигнала с SiPM.

На втором этапе использовались две пластины сцинтиллятора, к которым подключалось по одному кремниевому фотоумножителю. Сигналы регистрировались с каждого SiPM. Пример осциллограмма представлена на рисунке ХХ.

Рис ХХ. Сигнал 2 пластины 2 SiPM.

В дальнейшем в эксперименте «СИГНАЛ» предполагается, что сигнал с кремниевых фотоумножителей будет поступать на вход компаратора, который вырабатывает запрещающий сигнал стандартной формы. Этот сигнал будет поступать на плату электроники регистрации спектров гамма-излучения ксенонового гамма-детектора на основе ПЛИС. При наличии запрещающего сигнала событие, регистрируемое гамма-детектора, не будет записываться в спектр. На мой взгляд предложение перегружено ><

В ходе работ была собрана электронная схема на основе компаратора AD8651 для работы с сигналами от сцинтилляционного детектора. Электрическая схема подключения представлена на рисунке ХХ.

Рис ХХ Схема …..

AD8561 может работать как от двуполярного, так и от однополярного напряжения питания. В работе использовалась схема однополярного напряжения питания +5 В. Для настройки порога срабатывания используется пин 3 –IN, на который подается пороговое напряжение. Регулировка порога осуществляется с помощью переменного резистора. В эксперименте был установлен порог 60 мВ.

Схема была протестирована с применением генератора. Пример электрического сигнала генератора прямоугольной формы, подававшегося на вход компаратора представлен на рисунке.

Сигнал на выходе схемы представлен на рисунке.

Амплитуда сигнала генератора составлял Х мВ, длительность нс. На выходе компаратора мВ и нс.