start:pre_experiment
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start:pre_experiment [2018/02/02 02:47] ikemitsu |
— (現在) | ||
|---|---|---|---|
| 行 1: | 行 1: | ||
| - | ==== 予備実験 ==== | ||
| - | 本番実験に向けての各種装置の性能試験や検討のための実験. | ||
| - | ^実験 | ||
| - | | NaIシンチレータ関連 | ||
| - | |[[pre_experiment# | ||
| - | | プラスチックシンチレータ関連 | ||
| - | |[[pre_experiment# | ||
| - | |[[pre_experiment# | ||
| - | |[[pre_experiment# | ||
| - | ------------------------------------------------------------------------- | ||
| - | |||
| - | ==== Cs137を用いたNaIシンチレータの不均一性の測定 ==== | ||
| - | === 概要 === | ||
| - | | ||
| - | |||
| - | === 目的 === | ||
| - | * NaI結晶の位置ごとの不均一性エネルギー分解能の測定. | ||
| - | |||
| - | === 内容 === | ||
| - | == 実験概要 == | ||
| - | | ||
| - | て, | ||
| - | |||
| - | == 実験手順 == | ||
| - | * CAMACで測定できる程度のレート(2, | ||
| - | * オシロスコープで見ながら, | ||
| - | * 回路を設計した(下記参照). | ||
| - | * 各条件毎に10000イベントを測定した. | ||
| - | |||
| - | == 実験セットアップ == | ||
| - | (図) | ||
| - | * コリメータ: | ||
| - | * ソース : Cs137 | ||
| - | * F: cm C: cm B: cm | ||
| - | |||
| - | == 実験回路 == | ||
| - | | ||
| - | (回路図) | ||
| - | |||
| - | === 結果 === | ||
| - | | ||
| - | ^ NaI No. ^ HV(V) ^ pos ^ Pedestal ^ Peak ^ Sigma ^ Resolution | ||
| - | | 1 | 1,800 | F | | ||
| - | | ::: | ||
| - | | ::: | ||
| - | | 2 | 1,650 | F | | ||
| - | | ::: | ||
| - | | ::: | ||
| - | | 3 | 1,650 | F | | ||
| - | | ::: | ||
| - | | ::: | ||
| - | | 4 | 1,650 | F | | ||
| - | | ::: | ||
| - | | ::: | ||
| - | | 5 | 1,450 | F | | ||
| - | | ::: | ||
| - | | ::: | ||
| - | | 6 | 1,650 | F | | ||
| - | | ::: | ||
| - | | ::: | ||
| - | | 7 | 1,650 | F | | ||
| - | | ::: | ||
| - | | ::: | ||
| - | | 8 | 1,500 | F | | ||
| - | | ::: | ||
| - | | ::: | ||
| - | | 9 | 1,400 | F | | ||
| - | | ::: | ||
| - | | ::: | ||
| - | |||
| - | * 注1 F, | ||
| - | * 分解能 Res = Sigma/ | ||
| - | {{: | ||
| - | * X軸はadc count, | ||
| - | |||
| - | === 考察 === | ||
| - | いづれの個体においても, | ||
| - | |||
| - | (羽田野) | ||
| - | |||
| - | ------------------------------------------------------------------------- | ||
| - | |||
| - | ==== プラスチックシンチレータの宇宙線測定によるエネルギースペックの測定 ==== | ||
| - | === 概要 === | ||
| - | 本番に仕様するプラスチックシンチレータのエネルギー較正をおこなうため, | ||
| - | |||
| - | ------------------------------------------------------------------------- | ||
| - | |||
| - | ==== 光子測定によるPMTの増倍率特性の測定 ==== | ||
| - | === 概要 === | ||
| - | 本番では複数のPMTを合わせた状態で測定を行うため, | ||
| - | === 目的 === | ||
| - | * 各NaI+PMTのHVとGainの関係を求める． | ||
| - | * 可能ならば本実験で使うであろうHV領域での関係を調べたい． | ||
| - | === 内容(12/ | ||
| - | == 実験概要 == | ||
| - | 線源(Cs137)を用いて, | ||
| - | == 実験手順 == | ||
| - | * CAMACで測定できる程度のレート(2, | ||
| - | * オシロスコープで見ながら, | ||
| - | * 回路を設計した(下記参照). | ||
| - | * ADCで光電ピークを測定できる範囲でHVを変え, | ||
| - | |||
| - | == 実験セットアップ == | ||
| - | " | ||
| - | |||
| - | == 実験回路 == | ||
| - | * PMTからの信号をアンプ(10*10倍)をかませ, | ||
| - | * 一方の信号をオシロスコープを参考にThresholdを101.2mVまたは102.3mVとしてDescriminatorをかけてWidth ? | ||
| - | * もう一方のアナログ信号をADC(ch1)で測定できるようにDelayをかけADCに入力した. | ||
| - | == 備考 == | ||
| - | Thresholdが小さいところではノイズが多かったので, | ||
| - | === 結果 === | ||
| - | * 得たデータをrootで解析した. | ||
| - | * 各HVのpedestalを決定した.pedestalはpeakの平均値で求めた | ||
| - | * 光電ピークをFWHMでGauss Fitした.そしてpeakの平均値からpedestalをひいた. | ||
| - | * その結果については, | ||
| - | * gaussianのFitの図はこちら[[https:// | ||
| - | * pedestalを引いた光電ピークにおけるADCの値とHV(V)の関係をfittingより求めた. | ||
| - | * ADC = A * HV ^B | ||
| - | * これを両対数でfitした. | ||
| - | * その結果が以下の図と表である.実線がfit関数である.エラーバーはgauss fitのSigmaを用いた. | ||
| - | * 訂正：図の横軸の単位は[V]ではなく, | ||
| - | {{ : | ||
| - | |||
| - | ^ NaI No. ^ log_{10}A | ||
| - | | 1 | 3.60088 ± 8.81566e-05 | 5.53729 ± 0.00368083 | | ||
| - | | 2 | 4.12919 ± 0.00049806 | 5.59303 ± 0.00419997 | | ||
| - | | 3 | 4.0309 ± 0.000389944 | 5.54038 ± 0.00375096 | | ||
| - | | 4 | 3.95666 ± 0.000336437 | 5.63255 ± 0.00382629 | | ||
| - | | 5 | 4.23443 ± 0.000638856 | 5.73921 ± 0.00468322 | | ||
| - | | 6 | 4.07857 ± 0.000460494 | 5.69459 ± 0.00428754 | | ||
| - | | 7 | 4.06469 ± 0.000396294 | 5.70756 ± 0.00377522 | | ||
| - | | 8 | 4.47495 ± 0.000979424 | 6.03228 ± 0.00583356 | | ||
| - | | 9 | 4.45353 ± 0.000724808 | 5.93677 ± 0.0044039 | | ||
| - | | 10 | 4.01357 ± 0.000413215 | 6.04881 ± 0.00453997 | | ||
| - | | 11 | 4.30163 ± 0.000676054 | 5.95124 ± 0.00484843 | | ||
| - | |||
| - | |||
| - | * 解析に用いたマクロは[[https:// | ||
| - | |||
| - | === 考察 === | ||
| - | * 上の結果から基準となるNaI+PMTとそのHVを決めれば, | ||
| - | * この測定では, | ||
| - | * これを概ね66.2MeVのエネルギーを測定したとすると(PMTとアンプの順序が可換だとする) | ||
| - | * すると, | ||
| - | * Aに50/ | ||
| - | * これより50MeVを測定するのに適した各NaIのHVを決定した. | ||
| - | * (50MeVのADC count)-(pedestalのADC count) =Nとなるようにした. | ||
| - | * 以上の結果, | ||
| - | * 3~4[V]の変化でADC count 100程度の変化が生じる. | ||
| - | |||
| - | ^NaI^ No1 ^ No2 ^ No3 ^ No4 ^ No5 ^ No6 ^ No7 ^ No8 ^ No9 ^ No10 ^ No11^N^ | ||
| - | ^HV(V) | 1027 | 826 | 859 | 887 | 796 | 846 | 851 | 734 | 736 | 876 | 781^3500^ | ||
| - | ^HV(V) | 1032 | 830 | 863 | 892 | 799 | 850 | 855 | 737 | 740 | 880 | 785^3600^ | ||
| - | ^HV(V) | 1037 | 834 | 867 | 896 | 803 | 854 | 859 | 741 | 743 | 884 | 789^3700^ | ||
| - | ^HV(V) | 1042 | 838 | 872 | 901 | 807 | 858 | 863 | 744 | 747 | 888 | 792^3800^ | ||
| - | ^HV(V) | 1047 | 842 | 876 | 905 | 811 | 862 | 867 | 747 | 750 | 891 | 796^3900^ | ||
| - | ^HV(V) | 1052 | 846 | 880 | 909 | 814 | 866 | 871 | 750 | 753 | 895 | 799^4000^ | ||
| - | |||
| - | ==本番に向けて(1/ | ||
| - | * ~50MeVがADCで測定できるようにNaI+PMTのHVを決定する. | ||
| - | * 宇宙線も測定しておいた方がいいかも | ||
| - | * 上の結果から他のNaI+PMTのHVを決定. | ||
| - | * 念の為, | ||
| - | * Calibration | ||
| - | * 宇宙線and線源 | ||
| - | (田島) | ||
| - | ------------------------------------------------------------------------- | ||
| - | ==== 1＋1/ | ||
| - | === 概要 === | ||
| - | プラスチックシンチレータの読み出しに用いるPMTのゲインを測定しました。 | ||
| - | 目的としては、性能比較をしてどのPMTを何段目に用いるかを決めるため。 | ||
| - | === 方法 === | ||
| - | LED電球にパルス電圧をかけることでphotonを出し、その光量をしぼって光電面に入射させた。印加電圧はどのPMTも-1650, | ||
| - | あけみと勝太郎は、pedestalと1photon.event.の差から直接ゲインを求めた。 | ||
| - | その他のPMTはpedestalと1p.e.のピークかぶっていたので、1p.e.によるゲイン測定はあきらめた。 | ||
| - | LEDの電圧を上げて光子数を増やし、測定される分布を正規分布でfitした。そのmean、sigmaとgainとの関係からgainを決定した。 | ||
| - | === 結果 === | ||
| - | 得られたgainは次の通り。ただし、単位はフラッシュADC(DT5725)のチャンネルで、1ch=6.4e+4 倍に対応している。 | ||
| - | ^PMT^1650^1750^1850^1950^ | ||
| - | ^あけみ|91.1|132.0|178.7|243.3^ | ||
| - | ^勝太郎|240.3|351.5|482.5|668.3^ | ||
| - | ^サチコ|48.7|69.9|96.6|127.6^ | ||
| - | ^ナオミ|72.1(? | ||
| - | ^畑さん|44.8|63.1|89.7|131.4^ | ||
| - | ^まさこ|33.4|42.2|60.6|99.5^ | ||
| - | ^矢部|35.5|47.8|66.2|98.8^ | ||
| - | ^ラン|38.0|55.8|80.1|105.7^ | ||
| - | ^王(ワン)|34.2|50.5|74.0|99.3^ | ||
| - | |||
| - | ------------------------------------------------------------------------- | ||
| - | |||
| - | |||
| - | ==== 試作プラスチックシンチレータを用いた宇宙線の検出並びにデータのFlash ADCを通じた読み出し ==== | ||
| - | === 概要 === | ||
| - | | ||
| - | また, | ||
| - | |||
| - | === 目的 === | ||
| - | * 試作プラスチックシンチレータの動作テスト | ||
| - | * FlashADCの使用方法の習得 | ||
| - | |||
| - | === 内容 === | ||
| - | == プラスチックシンチレータの試作 == | ||
| - | * 寸法 : 6cm×20cm×20cm | ||
| - | * 1cm×20cm×5cmのプラスチックシンチレータを4つ並べたモノを6層積んだものを養生テープで固定. | ||
| - | * それぞれのシンチレータにファイバーシンチレータ(緑色へ波長変換)を通し, | ||
| - | * 絵 : (後日掲載予定) | ||
| - | * 制作過程 : 2017年11月17日 〜 2017年11月20日 | ||
| - | (詳細は後日追記? | ||
| - | |||
| - | == 実験セットアップ == | ||
| - | 試作プラスチックレータから出ているファイバーの両端を高さをあわせてそれぞれPMT2本(あけ美, | ||
| - | PMTにHVを1500Vかけて, | ||
| - | FADCを用いて250イベント分のデータを取得した. | ||
| - | |||
| - | ただし, | ||
| - | |||
| - | === 結果 === | ||
| - | それぞれのイベント毎に電圧値, | ||
| - | 画像 それぞれのイベントの様子. | ||
| - | {{: | ||
| - | 得たデータの各イベントに関して積分をし, | ||
| - | {{: | ||
| - | 平均値は3.0pCで, | ||
| - | |||
| - | === 考察 === | ||
| - | == エネルギーについて == | ||
| - | * 検出するものはMIP粒子で2MeV/ | ||
| - | * プラスチックシンチレータのシンチレーション効率を0.02とすると, | ||
| - | * この時のシンチレーション光の波長は3eV相当とすると, | ||
| - | * ファイバーシンチレータ(波長シフタ)の光の捕集効率は2%,, | ||
| - | * PMTの量子効率を25%, | ||
| - | * 電気素量e=1.6*10^-19Cであり, | ||
| - | 得た結果は想定されたものより, | ||
| - | また, | ||
| - | |||
| - | == エネルギー分解能について == | ||
| - | エネルギー分解能はプラスチックシンチレータ自体の特性による低さに起因するものと, | ||
| - | FADCのサンプリングは4nsずつであるがプラスチックシンチレータの減衰時間は10ns程度であり, | ||
| - | 足す積分のやり方では大きな誤差が生じる事が考えられる.今後, | ||
| - | |||
| - | === 付録 === | ||
| - | == FADCの使用方法 == | ||
| - | * 参考サイト | ||
| - | * FADCの公式ドキュメント http:// | ||
| - | * WaveDumpの公式ドキュメント http:// | ||
| - | * FADC性能諸元 | ||
| - | * 型番 : D5725 | ||
| - | * 読み出しチャンネル 8ch | ||
| - | * 読み出し速度 250MS/ | ||
| - | * 分解能 14bit(0.5V or 2V) | ||
| - | |||
| - | * WaveDump使用コマンド | ||
| - | * s : データの取得の開始、終了 | ||
| - | * q : 終了 | ||
| - | * w : データのファイルへの書き出し | ||
| - | * W : データのファイルへの継続的書き出し | ||
| - | * p : データのプロット | ||
| - | * P : 継続的にプロット | ||
| - | * a : プロットのオートスケール | ||
| - | |||
| - | * WaveDump設定ファイル | ||
| - | * POST_TRIGGER | ||
| - | * BASELINE_SHIFT | ||
| - | * PULSE_POLARITY | ||
| - | * TRIGGER_THRESHOLD : スレショルド大きさ(オフセットからパルス方向へのチャンネル数) | ||
| - | |||
| - | == ソースコード == | ||
| - | < | ||
| - | # | ||
| - | # Read File | ||
| - | with open(' | ||
| - | rawdata = f.readlines() | ||
| - | |||
| - | # Convert Voltage | ||
| - | data = [(int(line)-8192)*2000./ | ||
| - | # Split for Event | ||
| - | eventlist = zip(*[iter(data)]*1024) | ||
| - | # Add Time Information | ||
| - | time = [i*4.0 for i in range(1024)] | ||
| - | eventlist = [zip(time, | ||
| - | # Integral voltage | ||
| - | chargelist = [-sum([i[1]/ | ||
| - | |||
| - | with open(" | ||
| - | f.write("# | ||
| - | for event in eventlist: | ||
| - | f.writelines(map(lambda line:' | ||
| - | f.write(" | ||
| - | |||
| - | with open(" | ||
| - | f.write("# | ||
| - | f.writelines(map(lambda line:' | ||
| - | </ | ||
| - | |||
| - | (羽田野) | ||
start/pre_experiment.1517539655.txt.gz · 最終更新: 2022/04/21 08:03 (外部編集)
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