1 / 20

Регистрация одиночного электрона ионизации электролюминесцентными детекторами на основе ксенона

Регистрация одиночного электрона ионизации электролюминесцентными детекторами на основе ксенона А . А . Буренков , Д.Ю. Акимов, Ю.Л. Гришкин, А.Г. Коваленко, В.Н. Стеханов ГНЦ РФ - ИТЭФ.

ashtyn
Download Presentation

Регистрация одиночного электрона ионизации электролюминесцентными детекторами на основе ксенона

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Регистрация одиночного электрона ионизации электролюминесцентными детекторами на основе ксенона А. А. Буренков, Д.Ю. Акимов, Ю.Л. Гришкин, А.Г. Коваленко, В.Н. Стеханов ГНЦ РФ - ИТЭФ Сессия-конференция секции ЯФ ОФН РАН «Физика Фундаментальных взаимодействий», 27ноября 2007

  2. Регистрация частиц в Xe СцинтилляцияSCпоявляется в результате: 1.Прямого возбуждения: Xe*+Xe  Xe2* Xe2*  2Xe+h 2.Рекомбинации: Xe++Xe  Xe2+ Xe2++e  Xe**+Xe Xe**  Xe* Xe*+Xe  Xe2* Xe2*  2Xe+h ЭлектролюминесценцияEL: e+Xe  e+Xe*; Xe*+Xe  Xe2*; Xe2*  2Xe+h Nph=70(E/p – 0.8)pd ВыходEL– несколькосот UV фотонов на одинe SC иEL 175 nm UV ElectricField Xe EL UV light Xe e- Xe+ The both signal are detected by the same PMTs. SC UV light

  3. Регистрация одиночного электрона ионизации Методика и приложения Методика Регистрация одиночного электрона ионизации показывает предел чувствительности электролюминесцентных детекторов на основе Xe Эксперименты Когерентное рассеяние нейтрино на ядрах Поиск Темного Вещества Сессия-конференция секции ЯФ ОФН РАН «Физика Фундаментальных взаимодействий», 27ноября 2007

  4. 1 2 3 1e др Регистрация одиночного электрона ионизации Цилиндрический пропорциональный счетчик со спектросмещающими волокнами (IEEE TRANSACTIONS ON NUCLEAR SCIENCE, VOL. 45, NO. 3, JUNE 1998) 1- спектросмещающие волокна, 2- проволочный катод, 3- анод, 4- окно, 5- 241Am Сессия-конференция секции ЯФ ОФН РАН «Физика Фундаментальных взаимодействий», 27ноября 2007

  5. Регистрация одиночного электрона ионизации Цилиндрический пропорциональный счетчик со спектросмещающими волокнами 1- однофотоэлектронный спектр ФЭУ, 2- одноэлектронный спектр Полученная чувствительность 1 e = 7 +/- 1ф.э. Сессия-конференция секции ЯФ ОФН РАН «Физика Фундаментальных взаимодействий», 27ноября 2007

  6. Optical system 6 Xe Array of 25µm wires 8 50 мм 9 15 мм 10 4 11 3 PMT 2 1 12 Регистрация одиночного электрона ионизации Двухфазный Xe детектор с газовым усилением Сессия-конференция секции ЯФ ОФН РАН «Физика Фундаментальных взаимодействий», 27ноября 2007

  7. Регистрация одиночного электрона ионизации Двухфазный Xe детектор с газовым усилением • A.C. Fonseca et al., 2004 IEEE Nucl. Sci. Symp.: • Nph = ax(E/N)+bx, • a = 0.137 V-1, b = – 4.7 10-18 см2/атом, E = 9.25 кВ/см – электр.полевгазовойфазе, N = NA/A – плотн. атомов,= 11.7 кг/м3 – плотностьнасыщенныхпаров at p = 1.2 bar, A – атомныйвес (131). • 254фот.– только EL в плоском однородном поле, в 10 раз больше2540 в обл. цилиндрического поля, газовое усиление и EL •  2800 UV фотонов 18 ± 3ф.э. Получено вусловиях сплохим собиранием света Сессия-конференция секции ЯФ ОФН РАН «Физика Фундаментальных взаимодействий», 27ноября 2007

  8. Регистрация одиночного электрона ионизации Двухфазный Xe детектор proZ3 Zeplin III Сессия-конференция секции ЯФ ОФН РАН «Физика Фундаментальных взаимодействий», 27ноября 2007

  9. Single electrons (Auto-emission) 1 e = 15 +/- 5.5 ф.э. Zeplin III Collaboration meeting, Coimbra University, 28-29 August 2007

  10. Регистрация одиночного электрона ионизации Возможные источники одиночных электронов (Фотоионизация) Наши коллеги по UK DMC показали, на данных с Zeplin2, что 1е сигналы связаны с фотоионизацией Сессия-конференция секции ЯФ ОФН РАН «Физика Фундаментальных взаимодействий», 27ноября 2007

  11. Заключение Проведенные исследования показали что, электролюминесцентные детекторы (с газовым усилением и без) с ФЭУ в качестве фотоприемника позволяют регистрировать одиночный электрон ионизации. Чувствительность, этих детекторов, к электрону находится в пределах 10 – 20 фотоэлектронов на электрон. В случае двухфазного детектора с газовым усилением чувствительность может быть улучшена за счет оптимизации собирания света. Возможно создание детектора для регистрации когерентного рассеяния нейтрино на ядрах Сессия-конференция секции ЯФ ОФН РАН «Физика Фундаментальных взаимодействий», 27ноября 2007

  12. Разделитель

  13. Энергетический спектр реакторных антинейтрино S. Ishimoto et al., Journal of Nucl. Sc.&Tech. v.39 (2002), no.6, p.670

  14. Энергетический спектр ядер отдачи для различных мишеней J. Collar group, http://collargroup.uchicago.edu/projects/neutrino/index.html

  15. Энергетический спектр ядер отдачи для различных мишенейс учётом Qf (SRIM) P. Barbeau et al.,hep-ex/0212034, Xe: 70% 0 – 0.1 keVee Ar: ~40% 0 – 0.1 keVee Ионизация на уровне 1-го – неск. электрон – ионных пар !

  16. Как зарегистрировать 1 электрон? Один электрон производит ~200 EL фотонов! => ~ 10 ф.э. ~ 1 кэВ-1 кг-1 сут.-1 0 1 2 кэВ Комптоновский фон в кэВ-ной области - "плоский" Эффект должен быть хорошо виден 1 e = 15 +/- 5 ф.э. "Пачка" однофотоэлектронных импульсов, соотв. одному электрону (ИТЭФ прототип, суммарный сигнал с 7 ФЭУ) 20 Гц для 0.5 кг Xe ! СеминарИТЭФ, 3 октября 2007, Москва

  17. 2 1 1 EL in the uniform field 2 EL in the vicinity of the anode wire

More Related