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Resultados atuais dos Testes de Tubos

Fotomultiplicadores para Veto de Múons do Detector

Neutrinos Angra

Wallace Raposo 1

Mário Vaz 2

Luis Villaseñor 3

VI Workshop de Física e Astrofísica de Neutrinos 2009V Encontro do Projeto Neutrinos Angra

1 Mestrado em Instrumentação Científica do CBPF2 LAFEX – CBPF3 Universidade de Michuacan, Morélia, Mexico

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Resumo

Resultados Obtidos, Conclusões e Perspectivas

Testes de Cintiladores, Fibras WLS e MAPMT

Objetivos do Sistema de teste de MAPMTs

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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

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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

W. Raposo, M. Vaz - CBPF, Rio de Janeiro, BrazilL. Villasenor - UMSNH, Morelia, Mexico

Measurements of Signals from Muons Crossing Vertically and Horizontally the Hamamatsu R5912 PMT

AngraNote 004-2007

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Setup de Teste de MAPMT

Diagrama de Blocos

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2 fibras WLS na guia de PVC Cintilador plástico + fibras WLS

μ

λTiraPlástica

Cintiladora

Fibra Plástica Cintiladora WLS

Setup de Teste de MAPMT - fibras cintiladoras tipo WLS

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Setup para teste de MAPMT - I

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Cintilador +fibra WLS + guia + MAPMT H7536A + cabos coaxiais

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18 cabos coaxiais para os anodos + 1 cabo coaxial para o dinodo + cabo HV

Setup para teste de MAPMT - II

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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

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• 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)

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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Pulses within 20 ns of right window border

(Q miscalculated)

Noise

1 PE

2 PE

Single Photon Electron 1 canal

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 fotoelétronsMedimos:Ganho com divisor resistivo da Hamamatsu e fonte de alta tensão do Gabriel Ruído e relação sinal-ruidoInteração ambiental: só temperatura Precisamos de mais medidas:Interação ambiental: campos e temperatura Estabilidade e armazenamentoUniformidade

Métodos usados nas medidas:Contagem de pulsos- amplificação, discriminação, contagemAmostragem com osciloscópio Digital e aquisição via PC

Métodos a serem usados em medidas posteriores:Corrente contínua - amplificaçãoAmostragem com sistema dedicado e aquisição via PCDefinir a variação da GHVPS (nova versão) com a temperaturaTomar 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.