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Eichung und Abstimmung

Für die Messungen wurden verschiedene Kristalle getestet und untersucht. In der folgenden Tabelle werden die einzelnen Kristalle klassifiziert und mit Namen versehen, auf welche später im Text zurückgegriffen wird.

 
Name Material Abmessung Oberfläche
NA CsI(Na) 154.024.825.0 mm3 kp
P1 CsI(pure) 155.527.927.1 mm3 kp
P2 CsI(pure) 151.89.79.7 mm3 hp
SPL CsI(superpure) 155.025.025.0 mm3 kp
SPR CsI(Rotondi) 139.020.519.0/25.5 mm3 hp
SPS CsI(superpure) 45.025.025.0 mm3 kp
Tabelle 1: Klassifizierung der verschiedenen verwendeten Messkristalle (kp konventionell poliert, hp handpoliert).

Die einzelnen Szintillatoren können maximal mit fünf unterschiedlich platzierten Photomultiplier versehen und ausgelesen werden. Die Abbildung 22 zeigt alle Möglichkeiten, welche die Testapparatur bietet. Später im Text wird jeweils auf die Anordnung hingewiesen, mit welcher die Messung gemacht wurde.

Im Kapitel 3 wurde erklärt, wie die Elektronik aus Lichtblitzen analoge Pulse erzeugt. Jedem dieser analogen Pulse muss nun durch eine Eichung die entsprechende Energie zugeordnet werden. Mit verschiedenen Quellen wurde der Photopeak ermittelt und gegen die Energie der Photonen aufgetragen. Das Ergebnis ist in der Abbildung 23 dargestellt. Folgende Quellen wurden benützt:

Der Offset sollte ausschliesslich durch die elktronischen Komponenten bedingt sein und deshalb unabhängig vom Szintillator und dessen Temperatur. Deswegen wurde der Offset bei unterschiedlichen Temperaturen bestimmt, wie die Abbildung 24 zeigt. Um eine vernünftige Messung machen zu können, muss die Kristalltemperatur während der Messung stabil sein. Die Abbildung 25 illustriert, wie der Photopeak in Abhängigkeit der Temperatur driftet.

  figure424
Abbildung 22: Platzierung aller fünf Photomultiplier (PM). Die PM's sind mit festen Nummern versehen. Bei allen Messungen für die Eichung und Abstimmung der Apparatur wurden pm4 und pm5 verwendet.

    figure435
Abbildung 24: Untersuchung der Temperaturunabhängigkeit des elektronischen Offset. Der Offset ist innerhalb der Messgenauigkeit für unterschiedliche Szintillatrotemperaturen konstant.
Abbildung 23: Linearer Fit für die Zuordnung von Energie und Kanalnummern. Geht die Gerade nicht durch den Nullpunkt, entsteht ein Achsenabschnitt, den man elektronischen Offset nennt.

  figure449
Abbildung 25: Temperaturabhängigkeit des Photopeak während einer Messung von 300 s und bei einem Temperaturdrift von 10 K.

Die erreichbare Temperaturstabilität der Kristalle einerseits und die notwendige Mindestrate von Ereignissen, welche detektiert werden können und ein Spektrum liefern sollen, andererseits bestimmen die Messzeit für eine Spektrumaufnahme. Es ist vernünftig, die Messzeit bei ca 200 s festzusetzen.


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Peter Niederberger
Thu Aug 12 09:29:27 CEST 1999