Utilizzo di rivelatori telescopi monolitici a strip &
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Utilizzo di rivelatori telescopi monolitici a strip &
Rivelazione di neutroni con i CsI di CHIMERA
Scusate la voce – ma è da quando ho aperto quella lettera dell’antrax
corporation (c’era scritto che mi avrebbe cambiato la vita) che non
mi sento troppo bene
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Vi parlerò prima dei rivelatori telescopi monolitici che ormai sono
in fase stabile e utilizzabili per misure reali e non solo per test
E di possibili utilizzi di CHIMERA, non sospettabili al momento della sua progettazione, che ne potrebbero
ampliare il campo di utilizzo
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Mon(nolithic)Te(lescope) ARRAY
Un po’ di storia sui telescopi monolitici
Incolliamo due rivelatoriE poi uno lo assottigliamo?
Impiantiamo uno strato conduttore
dentro un rivelatore
Come costruire un telescopio al silicio con E molto sottile visto che i E sottili solitamente si rompono?
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Il risultato ottenuto con la seconda tecnica
dall’ST microelectronics a Catania G.Fallica
G.Cardella et al. G.Cardella et al. NIM A 378 (1996) 262NIM A 378 (1996) 262
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1212C + C + 66Li, Li, 1919F Einc=18 MeVF Einc=18 MeV
S.Tudisco et al. NIM A 426 (1999) 436S.Tudisco et al. NIM A 426 (1999) 436
Possiamo farlo più grande? si grande area 20x20 mm2
Ma crea problemi la miniaturizzazione del PAC
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Seconda possibilità Rivelatori telescopi monolitici a strip
Total surface Total surface 15 x 4 mm15 x 4 mm22
A.Musumarra et al. NIM A 409 (1998) 414A.Musumarra et al. NIM A 409 (1998) 414
5 E ed un unico Stadio
E
Preamplificatori standardOttime performances
Studiamo un buon montaggio
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due strip di due strip di rivelatori monolitici rivelatori monolitici in un singolo frame in un singolo frame minimizzo ingombriminimizzo ingombri
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Quanto è spesso il E? Metodo 1 misura del profilo di impiantazione
Zona non depletabile dove si realizza la giunzione del E
Regione E Elettrodo di massa
REGIONE ESpessore
“morto”davanti allo strato
E
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Abbiamo misurato la somma complessiva
dello spessore morto e sensibile
prima dello stadio E, ottenendo 2.6m
Metodo2:
Per ottenere la misura complessiva dello spessore
morto e sensibile che precedono lo stadio E si usa la tecnica del Tilting anlge:
mandiamo particelle a vari angoli di incidenza e misuriamo l’energia arrivata allo stadio E
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Beam
Distanza dal bersaglio 55 mm
Come li monteremo su TRASMARAD
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Ecco finalmente i rivelatori che ci hanno
fatto penare tanto
Vedete come saranno
posizionati
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Come si comportano questi rivelatori? Nuova produzione negli impianti a 6”. Silicio di tipo
differente, impiantazione direttamente in area pulita (prima si andava su un Van de Graf esterno
alla zona di produzione)
Sorgente a 3 picchi
E circa 100 keV
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Sotto fascio?
Ossigeno 54 MeV su Al
Z=8
Z=17
Esempio di collaborazione
fruttuosa abbiamo
lavorato in parassita su
test di Magnex la settimana
scorsa
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Fascio 6Li 46 MeV +Al
IdentificazioneIsotopica 6Li-7Li?20 keV differenzaattorno 20 MeV
Notare i protoni
100 keV
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Purtroppo però ci potrebbe essere un problema di scattering da collimatore lontano (ottimizzato per i
test di Magnex ma non per noi)
Stiamo verificando comunque
discriminiamo le dai protoni e mi sembra un buon risultato
Angolo di incidenza sul rivelatore maggiore=spessore E più grande perdita di
energia maggiore
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II parte CHIMERA news
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Dobbiamo cambiare il nome a CHIMERA?
Voglio farvi vedere che possiamo identificare pure i
neutroni
C H I M E R ACharged Heavy Ions Mass and Energy
Resolving Array
Basta guardare bene il segnale dei CsI
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Questa è la tipica matrice di identificazione fast slow dei CsI(Tl) osservata nelle misure REVERSE99
CsI slow
Stretched signal
CsI fast
Sil energy
Sil time
Ottima identificazione Isotopica sino al Berillio
( ma e’ facile manca il be8) si separa pure Z=5 mai osservato in
precedenti lavori
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Come mai siamo così bravi?
Noi generiamo i gate usando come riferimento temporale l’RF
Guardando le matrici a 1° osserviamo le spurie dovute a eventi con RF
differentiPossiamo così misurare la dipendenza dal jitter
del gate della SLOW
Otteniamo circa 0.5 ch/nsec attorno a ch 1000
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Svantaggi : (?)
d,t 20 MeV
T a 1.5m = 8nsec
Slow più vicine di 4-5 ch
(?) reazioni (n,) o (n,) su CsI
Possiamo avere T anche di 100nsec
Se usassimo come trigger dei gate il segnale degli stessi CsI avremo t anche molto grande
sino a 30-40 nsec a bassa energia mentre con RF sempre dell’ordine del nsec questo migliora
sensibilmente la nostra capacità di identificazione delle particelle
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np
Si CsI
n’
e p producono un segnale nel CsI ma non rilasciano praticamente
nessuna energia sul silicio
La sezione d’urto n, ha una soglia attorno 10 MeV, includendo il q-valore lo spettro parte da un
energia di 14 MeV
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Notare ombra vicino linea delle
Se selezioniamo gli eventi che non
hanno dato segnale nel silicio
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Sopra 100 MeV le non lasciano più sufficiente
segnale nel silicio
Questo per i protoni capita molto presto
quindi non possiamo ben
osservare le (n,p)
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Cosa possiamo fare di questi segnali?
Reazione 124Sn+64NiIntegrale (n,)/p(E<50MeV)=0.11
Reazione 112Sn+58NiIntegrale (n,)/p(E<50MeV)=0.05
Possiamo utilizzarli per caratterizzare le classi di eventi
Se riusciamo a misurare l’efficienza potremo avere una molteplicità per
classi di eventi
Come primo esempio globale si nota che:
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Molteplicità bruta in coincidenza con un
rivelatore della corona 6
Trigger p
Trigger n-
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Riassumendo per Nuclex:
CHIMERA risulta ancora più potente di quanto sperato
( avete anche visto quel che ha detto Angelo )
Sono disponibili rivelatori nuovi, i monolitici a strip, utili per le basse energie
( o grandi angoli a energie intermedie )
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Ringrazio i contributi di REVERSE in particolare:
A.Pagano, E. De Filippo, E.Geraci, S.Pirrone, G.Politi, F.Porto
con cui ho interagito di più sui temi trattati
di TRASMARADF.Amorini, A.Bonanno, A.Di Pietro, P.Figuera, M.Papa,
G.Pappalardo, F.Rizzo, S.Tudisco
ST MicroelectronicsG.Fallica, G.Valvo, A.Pinto