Download Análisis Digital

Análisis digital para medidas de
tiempo y energía con centelladores
ultra rápidos.
Víctor Sánchez-Tembleque
V. Vedia
M. Carmona
L. M. Fraile
S. Ritt*
J. M. Udías
Grupo de Física Nuclear, Dpto. de Física Atómica, Molecular y Nuclear, Facultad de Ciencias Físicas,
(Avda. Complutense s/n, 28040 Madrid) Universidad Complutense de Madrid, CEI Moncloa
*Paul Scherrer Institut (PSI) Switzerland
1
Ventajas del análisis digital
Análisis Digital
Análisis Convencional
Digitalización de toda la señal
(Mas espacio en disco)
Digitalización de un único valor
Todo el procesado sobre el pulso directo
Diferentes algoritmos distintos sobre el
mismo pulso
Necesidad de cambio
de electrónica para
cada valor.
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Sistema Experimental
Conformador
Gausiano
Conformador
Gausiano
PreAmplificador
PreAmplificador
Esquema Sistema Convencional
ADC
CFD
TAC
CFD
3
Sistema Experimental
Esquema Sistema Digital
DRS4
4
Sistema Experimental
Cristales cónicos truncados 1x1x1.5" de LaBr3(Ce)
PMT Hamamatsu R9779
Digitalizadora utilizada
•Domino Ring Samplig (DRS4)
•Chip desarrollado en Paul Scherrer Institut (PSI)
•Consta de una matriz computada de condensadores con 1024 celdas por canal
•Velocidad de muestro 0.7-5 GSPS
•12 bit de resolución
•Ancho de banda 950 MHz
(https://www.psi.ch/drs/)
5
Energía
Diversos algoritmos probados.
Integración mediante trapecios.
Guardado de forma del pulso completa
Estudio de factor de forma del pulso.
Corrección por defecto balístico
Estudio energía retardada
(Phoswich)
6
Energía
Corrección por defecto balístico
Cono truncado 1X1X1.5” LaBr3
7
Energía
Corrección por defecto balístico
Cono truncado 1X1X1.5” LaBr3
8
Energía
Corrección por defecto balístico
Corrección mas notorio en detectores de estado solido como HPGe
LOAX 60450-30P-CW HPGe
Resolución 0.3% (FWHM/E) – 662 keV*
*ALGORITMOS PARA LA OBTENCION DE LA ENERGIA DE PULSOS DE DETECTORES DE RADIACION NUCLEAR
ADQUIRIDOS EN MODO COMPLETAMENTE DIGITAL, J. Díaz, Trabajo Fin de Máster, Julio 2016.
Energía Resultados
Cono truncado 1X1X1.5” LaBr3
Resolución (FWHM/E)
Método
511 keV
662 keV
1333 keV
Convencional
Digital
5.4%
5.3%
4.6%
4.6%
3.4%
3.3%
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CRT
Tres algoritmos aplicados:
CFD digital
Umbral % relativo
Umbral absoluto
Corrección por time-energy walk.
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Corrección time-energy walk
Cono truncado 1X1X1.5” LaBr3 Co-60
corrección al método del umbral absoluto
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Adquisiciones temporales
Cono truncado 1X1X1.5” LaBr3
Resolución de tiempo de coincidencia (FWHM)
Método
Fuente
Co-60
Na-22
*
CFD Digital
150 ± 2
223 ± 2
Digital
Umbral relativo
167 ± 3
224 ± 2
Umbral Absoluto
169 ± 2
246 ± 4
Convencional*
CFD + TDC
156 ± 4
223 ± 4
Performance evaluation of novel LaBr3 (Ce) scintillator geometries for fast-timing applications, V. Vedia, M.
Carmona-Gallardo , L.M. Fraile , H. Mach, , J.M. Udías, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research
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Section A (NIM A) submitted
Conclusiones
Sistemas de adquisición digital
• Resultados comparables con los obtenidos con el
estado del arte de sistemas convencionales.
• Mayor libertad para el análisis sin necesidad de
desarrollar ni cambiar electrónica.
• Menor precio y mas compactibilidad, además de
que mediante algoritmos adecuados pueden
alcanzar los resultados de los mejores sistemas
convencionales.
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