RU175876U1 - SCYNTIC DETECTOR WITH A PICOSECOND TIME RESOLUTION BASED ON CsF - Google Patents
SCYNTIC DETECTOR WITH A PICOSECOND TIME RESOLUTION BASED ON CsF Download PDFInfo
- Publication number
- RU175876U1 RU175876U1 RU2016151261U RU2016151261U RU175876U1 RU 175876 U1 RU175876 U1 RU 175876U1 RU 2016151261 U RU2016151261 U RU 2016151261U RU 2016151261 U RU2016151261 U RU 2016151261U RU 175876 U1 RU175876 U1 RU 175876U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- scintillation
- registration
- plate
- csf
- picoseconds
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
- G01T1/16—Measuring radiation intensity
- G01T1/20—Measuring radiation intensity with scintillation detectors
- G01T1/2006—Measuring radiation intensity with scintillation detectors using a combination of a scintillator and photodetector which measures the means radiation intensity
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области регистрации ионизирующих частиц, в частности, быстрых электронов и позитронов, гамма-квантов с энергией от 100 кэВ до 10 МэВ с высоким временным разрешением, а именно, к сцинтилляционным детекторам, и предназначена для регистрации частиц в физике высоких энергий с высокими потоками и в медицинской аппаратуре, таких как, позитрон-эмиссионных томографах с времяпролетной регистрацией. Техническим результатом является улучшение точности измерения момента попадания (регистрации) ионизирующей частицы до 100 пикосекунд. Сцинтилляционный детектор для регистрации ионизирующих частиц и гамма-квантов с энергией от 100 кэВ до 10 МэВ, сцинтилляционная компонента которого обеспечивает временную точность не хуже 10 пикосекунд, содержит сцинтиллирующую кристаллическую пластину в прозрачной герметичной оболочке и кремниевый фотоумножитель. Сцинтиллирующая кристаллическая пластина толщиной до 1 мм выполнена из чистого CsF, являющегося гигроскопичным материалом, поэтому пластина помещена в герметичную оболочку. Кремниевый фотоумножитель находится в оптическом контакте с пластиной. 1 ил. The utility model relates to the field of registration of ionizing particles, in particular, fast electrons and positrons, gamma rays with energies from 100 keV to 10 MeV with high temporal resolution, namely, to scintillation detectors, and is intended for registration of particles in high-energy physics with high flows and in medical equipment, such as positron emission tomographs with time-of-flight registration. The technical result is to improve the accuracy of measuring the moment of hit (registration) of an ionizing particle to 100 picoseconds. A scintillation detector for detecting ionizing particles and gamma rays with energies from 100 keV to 10 MeV, the scintillation component of which provides a temporal accuracy of at least 10 picoseconds, contains a scintillating crystal plate in a transparent sealed shell and a silicon photomultiplier. A scintillating crystalline plate up to 1 mm thick is made of pure CsF, which is a hygroscopic material; therefore, the plate is placed in an airtight shell. The silicon photomultiplier is in optical contact with the wafer. 1 ill.
Description
Область техникиTechnical field
Полезная модель относится к области сцинтилляционной техники, в частности, к быстродействующим сцинтилляционным детекторам, предназначенным для регистрации ионизирующих частиц (быстрых электронов и позитронов, гамма-квантов с энергией от 100 кэВ до 10 МэВ) с высоким временным разрешением (сцинтилляционная компонента обеспечивает временную точность не хуже 10 пс), в экспериментах с высокими потоками в физике высоких энергий и в медицинской аппаратуре, в частности, позитрон-эмиссионных томографах с времяпролетной регистрацией.The utility model relates to the field of scintillation technology, in particular, to high-speed scintillation detectors designed to detect ionizing particles (fast electrons and positrons, gamma rays with energies from 100 keV to 10 MeV) with a high temporal resolution (the scintillation component provides temporal accuracy not worse than 10 ps), in experiments with high fluxes in high-energy physics and in medical equipment, in particular, positron emission tomographs with time-of-flight registration.
Уровень техникиState of the art
Требования, предъявляемые к материалам для детекторов ионизирующих частиц многочисленны. Наиболее важными свойствами таких материалов являются выход сцинтилляционного сигнала, время затухания люминесценции, энергетическое разрешение, спектральный состав испускаемого свечения и т.д. Для сцинтилляционного детектирования ионизирующих частиц при регистрации событий в ускорителях с высокой светимостью, а также в медицинских позитрон-эмиссионных томографах с времяпролетной регистрацией на первый план выходят параметры, связанные с регистрацией момента прихода ионизирующей частицы, в частности, время прихода первого фотона и время разгорания люминесценции. В таких задачах требуется улучшить временное разрешение до 10 пикосекунд. За счет этого можно существенно улучшить пространственное разрешение позитрон-эмиссионного томографа (до 1.5 мм) и повысить его отношение сигнал/шум, а в случае детекторов в физике высоких энергий - различать отдельные события, возникающие в течение столкновения двух сгустков в коллайдерах с высокой светимостью (P. Lecoq, М. Korzhik, A. Vasil’ev, IEEE Trans. Nucl. Sci., 61 (2014) 229-234).The requirements for materials for ionizing particle detectors are numerous. The most important properties of such materials are the output of the scintillation signal, the decay time of the luminescence, the energy resolution, the spectral composition of the emitted glow, etc. For scintillation detection of ionizing particles during the registration of events in accelerators with high luminosity, as well as in medical positron emission tomographs with time-of-flight registration, parameters related to recording the moment of arrival of the ionizing particle, in particular, the time of arrival of the first photon and the time of luminescence ignition, come to the fore . In such tasks, it is required to improve the temporal resolution to 10 picoseconds. Due to this, it is possible to significantly improve the spatial resolution of the positron emission tomograph (up to 1.5 mm) and increase its signal-to-noise ratio, and, in the case of detectors in high-energy physics, to distinguish between individual events that occur during the collision of two bunches in high-luminosity colliders ( P. Lecoq, M. Korzhik, A. Vasil'ev, IEEE Trans. Nucl. Sci., 61 (2014) 229-234).
Известно, что во многих прозрачных средах при прохождении ионизирующей частицы через вещество происходит преобразование части энергии в черенковское излучение, что является наиболее быстрым способом преобразования части энергии ионизирующей частицы в фотоны (Линденбаум С, Юан Л., Черенковские счетчики // Принципы и методы регистрации элементарных частиц, пер. с англ., М, 1963). Однако такие преобразователи обладают рядом недостатков, в частности, свечение лежит в коротковолновой (ультрафиолетовой и вакуумной ультрафиолетовой) области спектра, что не соответствует спектральной чувствительности современных быстрых приемников оптического излучения, например, кремниевых фотоумножителей (SiPM) (RU 1702831 С опубликовано 27.06.1997, кл. H01L 31/06). Кроме того, в отличии от люминесценции, черенковское излучение неизотропно по отношению к пролетающей частице, и процесс излучения имеет пороговый характер по энергии ионизирующей частицы, свечение наблюдается только для частиц, летящих со скоростью больше фазовой скорости света в кристалле.It is known that in many transparent media, when an ionizing particle passes through a substance, a part of the energy is converted to Cherenkov radiation, which is the fastest way to convert a part of the energy of an ionizing particle into photons (Lindenbaum S, Yuan L., Cherenkov counters // Principles and methods of recording elementary particles, transl. from English., M, 1963). However, such converters have a number of disadvantages, in particular, the luminescence lies in the short-wavelength (ultraviolet and vacuum ultraviolet) spectral regions, which does not correspond to the spectral sensitivity of modern fast optical radiation detectors, for example, silicon photomultipliers (SiPM) (RU 1702831 C published on June 27, 1997, CL H01L 31/06). In addition, unlike luminescence, Cherenkov radiation is non-isotropic with respect to the passing particle, and the radiation process has a threshold character in energy of the ionizing particle, the glow is observed only for particles flying at a speed greater than the phase velocity of light in the crystal.
Известно, что большинство быстрых сцинтилляторов с центрами свечения в виде активаторов обладают характерным временем разгорания порядка сотен пикосекунд, с характерными временами затухания больше 20 наносекунд, и по этой причине они могут использоваться для регистрации времени пролета частицы по первому фотону только при большом сцинтилляционном выходе (S. Gundacker et al., J. Instrum., 8 (2013) 07014). В настоящее время такие методы дают временное разрешение не лучше 150 пикосекунд, т.к. центры свечения начинают возбуждаться только после термической релаксации электронных возбуждений, которая длится во многих сцинтилляционных кристаллах не менее нескольких пикосекунд, и передаче энергии от электронных возбуждений к активатору с характерным временем в несколько сотен пикосекунд. Кроме того, применение сцинтилляционных материалов с большим интегральным (по времени) сцинтилляционным выходом ухудшает условия регистрации по первому фотону в условиях интенсивных потоков ионизирующих частиц из-за большого количества задержанных фотонов, испускаемых с задержкой порядка времени высвечивания (несколько десятков наносекунд).It is known that most fast scintillators with luminescent centers in the form of activators have a characteristic burnup time of the order of hundreds of picoseconds, with characteristic decay times of more than 20 nanoseconds, and for this reason they can be used to record the time of flight of a particle through the first photon only with a large scintillation yield (S Gundacker et al., J. Instrum., 8 (2013) 07014). Currently, such methods give a temporal resolution of no better than 150 picoseconds, because luminescence centers begin to be excited only after thermal relaxation of electronic excitations, which lasts in many scintillation crystals for at least several picoseconds, and the transfer of energy from electronic excitations to an activator with a characteristic time of several hundred picoseconds. In addition, the use of scintillation materials with a large integral (over time) scintillation yield worsens the conditions for recording by the first photon under conditions of intense fluxes of ionizing particles due to the large number of delayed photons emitted with a delay of the order of the emission time (several tens of nanoseconds).
Известны вещества со сверхбыстрой постоянной высвечивания, у которых эта люминесценция связана с переходами между различными энергетическими зонами (кросслюминесценция), в частности, BaF2 с постоянной времени высвечивания 0,8 наносекунд (патент US №4510394, опубликовано 09.04.1985, кл. G01J 1/58). Однако это вещество имеет два недостатка, а именно, имеется медленная компонента свечения с длительностью в сотни наносекунд, и спектральный состав сверхбыстрого свечения ограничен ультрафиолетовой и вакуумной ультрафиолетовой областями спектра, что не соответствует области спектральной чувствительности радиационно-стойких приемников на базе SiPM.Substances with ultrafast fluorescence constant are known in which this luminescence is associated with transitions between different energy zones (cross-luminescence), in particular, BaF 2 with a fluorescence time constant of 0.8 nanoseconds (US patent No. 4510394, published 04/09/1985,
Известен также способ получения материала на основе BaF2 за счет добавления Тm (патент RU 2467354 С1 опубликовано 20.11.2012, кл. G01T 1/202) или Sc (патент RU 2436123 С1 опубликовано 10.12.2011, кл. G01T 1/202), который обеспечивает подавление медленных компонент свечения, и за счет этого у материала сцинтилляционного детектора остается только субнаносекундная компонента. Однако этот способ не меняет спектрального состава свечения, которое остается вне области чувствительности SiPM.There is also a known method for producing BaF 2 -based material by adding Тm (patent RU 2467354 C1 published on November 20, 2012, CL G01T 1/202) or Sc (patent RU 2436123 C1 published on 12/10/2011, cl.
Наиболее близким к заявляемому решению является сцинтилляционный детектор, в котором для регистрации ионизирующих частиц используются кристаллы, в которых наблюдается так называемая внутризонная люминесценция, обусловленная свечением горячих вторичных электронных возбуждений (патент RU 165998 U1 опубликовано 10.11.2016, кл. G01T 1/20). Время затухания такого свечения не превышает времени жизни горячего электронного (или дырочного) состояния, то есть нескольких пикосекунд. Однако эффективность внутризонной люминесценции составляет 10-4-10-3 фотонов на одно вторичное электронное возбуждение, что может оказаться недостаточным для получения высокого временного разрешения по времени регистрации первого фотона.Closest to the claimed solution is a scintillation detector, in which crystals are used to detect ionizing particles, in which so-called intraband luminescence is observed due to the emission of hot secondary electronic excitations (patent RU 165998 U1 published November 10, 2016,
Таким образом, сцинтилляционные детекторы на основе кристаллов с активаторным свечением обладают существенно худшим временным разрешением, сцинтилляторы на основе внутризонной люминесценции обладают недостаточно высоким световыходом, а сцинтилляторы на основе кристаллов BaF2 имеют свечение в спектральной области, не совпадающей с областью чувствительности кремниевых фотоумножителей.Thus, scintillation detectors based on crystals with activator luminescence have a significantly lower temporal resolution, scintillators based on intraband luminescence do not have a sufficiently high light output, and scintillators based on BaF 2 crystals have a luminescence in the spectral region that does not coincide with the sensitivity region of silicon photomultipliers.
Раскрытие полезной моделиUtility Model Disclosure
Задача настоящей полезной модели состоит в разработке сцинтилляционного детектора для регистрации момента прихода ионизирующей частицы, в частности быстрых электронов и позитронов, гамма-квантов с энергией от 100 кэВ до 10 МэВ, сцинтилляционная компонента которого обеспечивает временную точность не хуже 10 пс.The objective of this utility model is to develop a scintillation detector for detecting the moment of arrival of an ionizing particle, in particular fast electrons and positrons, gamma rays with energies from 100 keV to 10 MeV, the scintillation component of which provides a temporal accuracy of no worse than 10 ps.
Техническим результатом является улучшение точности измерения момента попадания (регистрации) ионизирующей частицы до 10 пикосекунд за счет применения материала, обладающего свечением с пикосекундным временем разгорания и спектром, совпадающим с областью чувствительности кремниевых фотоумножителей.The technical result is to improve the accuracy of measuring the moment of entry (registration) of an ionizing particle to 10 picoseconds through the use of a material having luminescence with a picosecond burn-up time and a spectrum that matches the sensitivity region of silicon photomultipliers.
Задача решается за счет сцинтилляционного детектора для регистрации ионизирующих частиц и гамма-квантов с энергией от 100 кэВ до 10 МэВ, сцинтилляционная компонента которого обеспечивает временную точность не хуже 10 пикосекунд, который содержит сцинтиллирующую кристаллическую пластину (сцинтиллятор) толщиной до 1 мм из чистого CsF, помещенного в герметичную прозрачную оболочку, и кремниевый фотоумножитель, находящийся в оптическом контакте со сцинтиллятором. Кристаллы CsF являются гигроскопичным материалом, поэтому пластина помещена в герметичную оболочку. Оболочка может быть выполнена из кварца толщиной до 0.5 мм. Ограничение на толщину пластины CsF накладывается требованием 10 пс временного разрешения. При этом в 1 мм CsF будет поглощаться ~ 10% гамма-квантов с энергий 511 КэВ. В физике высоких энергий при высоких потоках излучения такой подход не создает проблемы. В позитрон-эмиссионной томографии, где увеличение потока потребует увеличения дозы облучения пациента, предлагается другая геометрия, при которой гамма-излучение направляется в торец пластины CsF. Для считывания используется матрица из SiPM, позволяющая определять локализацию (расстояние от точки входа гамма-излучения) сцинтилляционной вспышки.The problem is solved by a scintillation detector for detecting ionizing particles and gamma rays with energies from 100 keV to 10 MeV, the scintillation component of which provides a temporal accuracy of at least 10 picoseconds, which contains a scintillating crystal plate (scintillator) up to 1 mm thick made of pure CsF, placed in a sealed transparent shell, and a silicon photomultiplier in optical contact with the scintillator. CsF crystals are hygroscopic material, so the plate is placed in a sealed enclosure. The shell can be made of quartz up to 0.5 mm thick. The limitation on the thickness of the CsF plate is imposed by the requirement of 10 ps time resolution. In this case, ~ 10% of gamma rays with energies of 511 keV will be absorbed in 1 mm CsF. In high-energy physics at high radiation fluxes, this approach does not pose a problem. In positron emission tomography, where an increase in flux will require an increase in the patient's radiation dose, another geometry is proposed in which gamma radiation is directed to the end face of the CsF plate. A SiPM matrix is used for reading, which makes it possible to determine the localization (distance from the gamma-ray entry point) of the scintillation flash.
Таким образом, задача решается за счет применения для регистрации ионизирующих частиц кристаллов CsF, в которых наблюдается кросслюминесценция с субпикосекундным временем разгорания и спектром свечения, хорошо соответствующим области спектральной чувствительности кремниевых фотоумножителей.Thus, the problem is solved through the use of CsF crystals for recording ionizing particles, in which cross-luminescence is observed with a subpicosecond rise time and a luminescence spectrum that well corresponds to the spectral sensitivity region of silicon photomultipliers.
При взаимодействии ионизирующей частицы (первичной ионизирующей частицы или фотоэлектрона, созданного в результате поглощения гамма-кванта) с веществом развивается каскад электронных возбуждений длительностью до нескольких десятков фемтосекунд, который завершается, когда энергия электронов и дырок в каскаде становится меньше порога сильно неупругих рассеяний с образованием новых электронных возбуждений. После этого наступает этап термализации возбуждений, который имеет длительность от долей до единиц пикосекунд. Термализация возбуждений проходит за счет испускания оптических фононов. В случае кросслюминесценции время термализации электронов и валентных дырок не влияет на временные характеристики свечения, и время разгорания определяется временем термализации дырки в верхней остовной зоне, которое очень короткое из-за низкой подвижности таких дырок и составляет τr≤1 пс (Т. Sekikawa, et al., J. Opt. Soc. Am. В 19 (2002) 1941).In the interaction of an ionizing particle (a primary ionizing particle or a photoelectron created by absorption of a gamma quantum) with a substance, a cascade of electronic excitations lasting up to several tens of femtoseconds develops, which ends when the energy of electrons and holes in the cascade becomes less than the threshold of strongly inelastic scattering with the formation of electronic excitations. After this, the stage of thermalization of excitations begins, which lasts from fractions to units of picoseconds. Thermalization of excitations is due to the emission of optical phonons. In the case of cross-luminescence, the thermalization time of electrons and valence holes does not affect the temporal characteristics of the glow, and the ignition time is determined by the thermalization time of a hole in the upper core zone, which is very short due to the low mobility of such holes and amounts to τ r ≤1 ps (T. Sekikawa, et al., J. Opt. Soc. Am. 19 (2002) 1941).
Сцинтиллятор CsF испускает только быструю кросслюминесценцию без примеси какого-либо медленного свечения. Время затухания кросслюминесценции в CsF составляет τd = 2.8 нс (М. Moszinski et al., Nucl. Instrum. Meth. 179 (1981) 271), и центр полосы свечения находится при 390 нм (V.N. Makhov, М. Kirm, G. Zimmerer, Proceedings of the Eighth Int. Conf. on Inorganic Scintillators and their Use in Scientific and Industrial Applications SCINT 2005, Alushta, Crimea, Ukraine, September 19-23, 2005, pp. 74-76.). Фотоэлектронный выход сцинтиллятора CsF составляет Nphe ~ 500/МэВ (M. Moszinski et al., Nucl. Instrum. Meth. 205 (1983) 239), что обеспечивает предельное временное разрешение сцинтиллятора Δt = τd/ Nphe ~ 5 пс. Разница времен прихода фотонов на детектор от передней и задней граней кристалла CsF составляет не более 2 пикосекунд при толщине кристалла 1 мм. Тем самым, разрешение регистрации одиночных ионизирующих частиц и гамма-квантов составляет 10 пикосекунды (без учета временного разрешения SiPM). Осуществление полезной моделиThe CsF scintillator emits only fast cross-luminescence without the admixture of any slow glow. The cross-luminescence decay time in CsF is τ d = 2.8 ns (M. Moszinski et al., Nucl. Instrum. Meth. 179 (1981) 271), and the center of the luminescence band is at 390 nm (VN Makhov, M. Kirm, G. Zimmerer, Proceedings of the Eighth Int. Conf. On Inorganic Scintillators and their Use in Scientific and Industrial Applications SCINT 2005, Alushta, Crimea, Ukraine, September 19-23, 2005, pp. 74-76.). The photoelectron yield of the CsF scintillator is N phe ~ 500 / MeV (M. Moszinski et al., Nucl. Instrum. Meth. 205 (1983) 239), which provides the ultimate time resolution of the scintillator Δt = τ d / N phe ~ 5 ps. The difference in the times of arrival of photons at the detector from the front and back faces of the CsF crystal is no more than 2 picoseconds with a crystal thickness of 1 mm. Thus, the resolution of registration of single ionizing particles and gamma rays is 10 picoseconds (excluding the time resolution of SiPM). Utility Model Implementation
На Фиг. 1 схематично изображен сцинтилляционный детектор ионизирующих частиц, предназначенный для регистрации ионизирующих частиц, в частности быстрых электронов, позитронов и гамма-квантов с энергией от 100 кэВ до 10 МэВ.In FIG. 1 schematically shows a scintillation detector of ionizing particles, designed to detect ionizing particles, in particular fast electrons, positrons and gamma rays with energies from 100 keV to 10 MeV.
Детектор содержит сцинтиллирующую кристаллическую пластину (1) в герметичной прозрачной оболочке (2) и кремниевый фотоумножитель (3).The detector contains a scintillating crystal plate (1) in a sealed transparent shell (2) and a silicon photomultiplier (3).
Пластина (1) выполнена из чистого (без примесей) CsF. Толщина пластины (1) до 1 мм. Пластина (1) заключена в прозрачную герметичную оболочку (2). Кремниевый фотоумножитель (3) находится в оптическом контакте с пластиной (1) через прозрачную оболочку (2).The plate (1) is made of pure (without impurities) CsF. Plate thickness (1) up to 1 mm. The plate (1) is enclosed in a transparent sealed enclosure (2). The silicon photomultiplier (3) is in optical contact with the plate (1) through a transparent shell (2).
Современные кремниевые фотоумножители (SiPM) обладают временем нарастания сигнала менее 100 пс, что обеспечивает временное разрешение всего детектора тоже менее 100 пс.Modern silicon photomultipliers (SiPM) have a signal rise time of less than 100 ps, which provides a temporary resolution of the entire detector also less than 100 ps.
Обычно пластина (1) и кремниевый фотоумножитель (3) крепятся между собой посредством склейки. Однако, также возможно выполнение сцинтилляционного детектора внутри герметичного корпуса (2) из оптически прозрачного вещества толщиной стенок до 0.5 мм, например, кварца, содержащим пластину (1) и кремниевый фотоумножитель (3), при этом пластина (1) и кремниевый фотоумножитель (3) склеиваются с помощью оптически прозрачного клея.Typically, the plate (1) and the silicon photomultiplier (3) are attached to each other by gluing. However, it is also possible to make a scintillation detector inside an airtight housing (2) from an optically transparent substance with a wall thickness of up to 0.5 mm, for example, quartz containing a plate (1) and a silicon photomultiplier (3), while the plate (1) and a silicon photomultiplier (3 ) are glued using optically transparent glue.
Детектор работает следующим образом.The detector operates as follows.
Ионизирующая частица или гамма-квант с энергией от 100 кэВ до 10 МэВ при попадании в сцинтиллирующую кристаллическую пластину (1) из CsF вызывает генерацию оптических фотонов в течение ~ 2.8 наносекунд, однако первый фотон генерируется в среднем за время ~ 5 пикосекунд.An ionizing particle or gamma quantum with an energy of 100 keV to 10 MeV when it enters the scintillating crystal plate (1) from CsF causes the generation of optical photons within ~ 2.8 nanoseconds, however, the first photon is generated on average for ~ 5 picoseconds.
Таким образом, данный сцинтилляционный детектор позволяет регистрировать момент прихода ионизирующей частицы, в частности быстрых электронов и позитронов, гамма-квантов с энергией от 100 кэВ до 10 МэВ, с временной точностью до 100 пс.Thus, this scintillation detector allows you to record the moment of arrival of an ionizing particle, in particular fast electrons and positrons, gamma rays with energies from 100 keV to 10 MeV, with a time accuracy of 100 ps.
В качестве примера можно привести конструкцию, в которой площадь пластины кремниевого фотоумножителя ASD-SiPM3S-M-50 фирмы AdvanSiD составляет 3×3 мм, а временное разрешение - 120 пс (V. Puill, et al., Nuclear Instruments & Methods In Physics Research A (2012)), а кристалл CsF имеет размеры 1×3×3 мм. При этом временное разрешение такой системы будет определяться только характеристиками кремниевого фотоумножителя, поскольку фронт нарастания оптического отклика много меньше последнего.An example is a design in which the plate area of an AdvanSiD ASD-SiPM3S-M-50 silicon photomultiplier is 3 × 3 mm and the temporal resolution is 120 ps (V. Puill, et al., Nuclear Instruments & Methods In Physics Research A (2012)), and the CsF crystal has a size of 1 × 3 × 3 mm. In this case, the temporal resolution of such a system will be determined only by the characteristics of the silicon photomultiplier, since the front of rise of the optical response is much smaller than the latter.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016151261U RU175876U1 (en) | 2016-12-26 | 2016-12-26 | SCYNTIC DETECTOR WITH A PICOSECOND TIME RESOLUTION BASED ON CsF |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016151261U RU175876U1 (en) | 2016-12-26 | 2016-12-26 | SCYNTIC DETECTOR WITH A PICOSECOND TIME RESOLUTION BASED ON CsF |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU175876U1 true RU175876U1 (en) | 2017-12-21 |
Family
ID=63853492
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016151261U RU175876U1 (en) | 2016-12-26 | 2016-12-26 | SCYNTIC DETECTOR WITH A PICOSECOND TIME RESOLUTION BASED ON CsF |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU175876U1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4883956A (en) * | 1985-12-23 | 1989-11-28 | Schlumberger Technology Corporation | Methods and apparatus for gamma-ray spectroscopy and like measurements |
RU2007134223A (en) * | 2005-02-14 | 2009-03-20 | Джэпэн Сайенс Энд Текнолоджи Эйдженси (Jp) | HIGH SPEED SCINTILLATOR |
US20130001423A1 (en) * | 2011-06-28 | 2013-01-03 | Seshadri Jagannathan | Radiation sensing thermoplastic composite panels |
WO2013102156A1 (en) * | 2011-12-30 | 2013-07-04 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | Scintillation detection device with an encapsulated scintillator |
-
2016
- 2016-12-26 RU RU2016151261U patent/RU175876U1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4883956A (en) * | 1985-12-23 | 1989-11-28 | Schlumberger Technology Corporation | Methods and apparatus for gamma-ray spectroscopy and like measurements |
RU2007134223A (en) * | 2005-02-14 | 2009-03-20 | Джэпэн Сайенс Энд Текнолоджи Эйдженси (Jp) | HIGH SPEED SCINTILLATOR |
US20130001423A1 (en) * | 2011-06-28 | 2013-01-03 | Seshadri Jagannathan | Radiation sensing thermoplastic composite panels |
WO2013102156A1 (en) * | 2011-12-30 | 2013-07-04 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | Scintillation detection device with an encapsulated scintillator |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Brunner et al. | Studies on the Cherenkov effect for improved time resolution of TOF-PET | |
RU2324204C1 (en) | Radiation detecting device | |
Chugunov et al. | Development of gamma-ray diagnostics for ITER | |
Grodzicka-Kobylka et al. | Silicon photomultipliers in gamma spectroscopy with scintillators | |
Mazumdar et al. | Studying the properties and response of a large volume (946 cm3) LaBr3: Ce detector with γ-rays up to 22.5 MeV | |
Hu et al. | Ultrafast inorganic scintillator-based front imager for Gigahertz Hard X-ray imaging | |
JP4606457B2 (en) | High counting rate scintillator | |
Kapusta et al. | Comparison of the scintillation properties of LSO: Ce manufactured by different laboratories and of LGSO: Ce | |
Follin et al. | Scintillating properties of today available lead tungstate crystals | |
So et al. | Scintillation Properties and Internal Background Study of $^{40} $ Ca $^{100} $ MoO $ _ {4} $ Crystal Scintillators for Neutrino-Less Double Beta Decay Search | |
Grodzicka et al. | Characterization of LFS-3 scintillator in comparison with LSO | |
Qin et al. | Characterization of a 6Li enriched Cs2LiYCl6: Ce scintillator and its application as a γ-ray detector | |
Britvich et al. | The main characteristics of polystyrene scintillators produced at the institute of high-energy physics and detectors on their basis | |
Mazumdar et al. | A LaBr3: Ce-NaI (Tl) Phoswich for X-and low energy γ-ray astronomy | |
RU175876U1 (en) | SCYNTIC DETECTOR WITH A PICOSECOND TIME RESOLUTION BASED ON CsF | |
Sun et al. | Neutron–gamma discrimination of CsI (Na) crystals for dark matter searches | |
RU165998U1 (en) | SCINTILLATION DETECTOR FOR REGISTRATION OF THE POINT OF ARRIVAL OF THE IONIZING PARTICLE WITH PICOSECOND ACCURACY | |
JP4137121B2 (en) | Radiation detector | |
RU86323U1 (en) | FAST SCINTILLATION NEUTRAL RADIATION DETECTOR | |
Hu et al. | Inorganic Scintillators for Future HEP Experiments | |
Szczęśniak et al. | MicroPMT–A new photodetector for gamma spectrometry and fast timing? | |
Grodzicka et al. | Silicon photomultipliers in detectors for nuclear medicine | |
MITRA | Simulation Based Optimization Of Indigenously Developed Inorganic Scintillators And Various Light Sensors To Develop Gamma Spectrometer Systems | |
Ninkovic | Investigation of CaWO_4 Crystals for Simultaneous Phonon-Light Detection in the CRESST Dark Matter Search | |
Glenn | The Liquid Scintillation Counting Process. The Gamma Counting Process |