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MPPC 中性子照射実験 - PowerPoint PPT Presentation


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MPPC 中性子照射実験. 検出器ミーティング 山崎秀樹 生野利典. Dose rate. Flux = 1.5×10 9 neutron/cm 2 /Wh (W = watt, h = hour) …… calculated MCNP ( Monte Carlo Neutron and Photon Transport Code System ) Code. 4 dose rate patterns                      ↓

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Presentation Transcript

MPPC 中性子照射実験

検出器ミーティング

山崎秀樹 生野利典


Dose rate
Dose rate

Flux = 1.5×109 neutron/cm2/Wh (W = watt, h = hour)

…… calculated MCNP(Monte Carlo Neutron

and Photon Transport Code System) Code

4 dose rate patterns

                     ↓

1.5×109 neutron/cm2 /Wh×12.5/60 h×1W =3.125×108 neutron/cm2

1.5×109 neutron/cm2 /Wh×12.5/60 h×10W =3.125×109 neutron/cm2

1.5×109 neutron/cm2 /Wh×12.5/60 h×100W =3.125×1010 neutron/cm2

1.5×109 neutron/cm2 /Wh×12.5/60 h×1kW=3.125×1011 neutron/cm2


測定項目(照射前後)

  • Gain,NoiseRateの測定

  • I-V Curveの測定

  • After Pulse の測定

  • P.D.E(Photon Detection Efficiency)の変化量測定                                                   


照射後: Leakage Current

照射量の増加とともに、

漏れ電流も増加する。

(照射前のバラつきはマルチメータのオフセットのばらつきによるもの)

照射前、108/cm2 ,109/cm2,1010/cm2 ,1011/cm2 において比較。

Leakage Currentlog [-μA]

Leakage Current [-μA]

Vbias [-V]

Vbias [-V]

○108/cm2 照射サンプル(照射前)

○109/cm2 照射サンプル(照射前)

○1010/cm2 照射サンプル(照射前)

○1011/cm2 照射サンプル(照射前)

□108/cm2 照射サンプル(照射後)

□109/cm2 照射サンプル(照射後)

□1010/cm2 照射サンプル(照射後)

□1011/cm2 照射サンプル(照射後)


Leakage Currentによるバイアス電圧の補正

in

Current

out

ローパスフィルター

ハイパスフィルター

MPPC

47kΩ

47kΩ

0.47μF

10kΩ

0.1μF

0.1μF

Leakage Currentによる電圧降下=合成抵抗 104KΩ×電流値

MPPCにかかるバイアス電圧=ソースメーターの印加電圧-電圧降下

このようにバイアス電圧を補正し、Gain Plotを作り直す

回路図


Gain(照射前)

●108n/cm2サンプル

●109 n/cm2 サンプル

●1010 n/cm2  サンプル

●1011 n/cm2  サンプル

● Reference

各サンプルには2~5パーセントのばらつきがある。


Gain(照射後)

●108 n/cm2サンプル

●109 n/cm2 サンプル

●1010 n/cm2 サンプル

1010 n/cm2サンプルに関しては、波高分布のFittingがよくない

→χ2 が大きい

またplotの点も少ない→エラーがでかい


Gain(照射後から追加測定)

Reference

108 n/cm2 サンプル

●11/14 照射前

●11/15 照射後

●12/05 60度加熱前

●12/05 60度加熱後

●12/15

●12/26

109 n/cm2 サンプル


Break down voltage v0
Break Down Voltage (V0)

●108n/cm2サンプル

●109 n/cm2 サンプル

● Reference

1 11/14 照射前 2 11/15 照射後

3 12/05 60度加熱前 4 12/05 60度加熱後

5 2/15 6 12/26

V0はさほど変化してないようだ


Capacitance
Capacitance

●108n/cm2サンプル

●109 n/cm2 サンプル

● Reference

このプロットでCapacitanceの変化を議論することが出来るだろうか??

1 11/14 照射前 2 11/15 照射後

3 12/05 60度加熱前 4 12/05 60度加熱後

5 2/15 6 12/26


照射前:NoiseRate, Crosstalk率

●108/cm2 照射サンプル

●109/cm2 照射サンプル

●1010/cm2 照射サンプル

●1011/cm2 照射サンプル

NoiseRate [Hz]

Crosstalk Probability

Vbias [-V]

Vbias [-V]

NoiseRate(>1.5p.e.) [Hz]

Vbias [-V]

今回照射した4つのサンプル照射前の時点で、

NoiseRate, Crosstalk率に多少のばらつきはある。


照射前:NoiseRate, Crosstalk率(Over V)

●108/cm2 照射サンプル

●109/cm2 照射サンプル

●1010/cm2 照射サンプル

●1011/cm2 照射サンプル

NoiseRate [Hz]

Crosstalk Probability

Over V[-V]

Over V [-V]

NoiseRate(>1.5p.e.) [Hz]

Over V [-V]

今回照射した4つのサンプル照射前の時点で、

NoiseRate, Crosstalk率に多少のばらつきはある。


照射後: Threshold Curve比較

109/cm2

1010/cm2

1011/cm2

109/cm2より多く当てたサンプルは0.5pe,1.5peのThr.を判断できない。

108/cm2


照射後: Threshold Curve比較(semi-log)

108/cm2

109/cm2

1010/cm2

1011/cm2

109/cm2より多く当てたサンプルは0.5pe,1.5peのThr.を判断できない。


照射後: NoiseRate

●108/cm2 (照射前)

●108/cm2 (照射後)

●108/cm2 (照射前)

●108/cm2 (照射後)

●108/cm2 照射サンプル(照射前)

■109/cm2 照射サンプル(照射前)

●108/cm2 照射サンプル(照射後)

■109/cm2 照射サンプル(照射後)

照射量によりNoiseRateは上がるが、

Crosstalk率に照射による

大きな変化は見られない。

照射前、108/cm2 ,109/cm2において、

NoiseRate, Crosstalk Probabilityを比較。

NoiseRate [Hz]

Crosstalk Probability

Vbias [-V]

Vbias [-V]

NoiseRate(>1.5p.e.) [Hz]

Vbias [-V]


照射後: NoiseRate(OverV)

●108/cm2 (照射前)

●108/cm2 (照射後)

●108/cm2 (照射前)

●108/cm2 (照射後)

●108/cm2 照射サンプル(照射前)

■109/cm2 照射サンプル(照射前)

●108/cm2 照射サンプル(照射後)

■109/cm2 照射サンプル(照射後)

照射量によりNoiseRateは上がるが、

Crosstalk率に照射による

大きな変化は見られない。

照射前、108/cm2 ,109/cm2において、

NoiseRate, Crosstalk Probabilityを比較。

NoiseRate [Hz]

Crosstalk Probability

Over V [-V]

Over V [-V]

NoiseRate(>1.5p.e.) [Hz]

Over V [-V]


照射後: NoiseRate(追加測定)

(測定回)

0 :2007.11.14 照射直前

1 :2007.11.16 照射直後

2 :2007.12.05 60℃加熱前

3 :2007.12.05 60℃加熱後

4 :2007.12.15

5 :2007.12.26

●108/cm2 照射サンプル

Vbias=-77.5V近傍

108/cm2照射サンプルは、

多少揺らいでいるようだが、

照射以降に大きな変化は

みられない。

109/cm2照射サンプルは、

照射直後は非常に大きいが

その後回復がみられる。

→常温アニーリングが進んだ?

●109/cm2 照射サンプル

Vbias=-77.5V近傍

NoiseRate [Hz]

測定回

NoiseRate[Hz]

これらのNoiseRateは同時に測定した

Ref.サンプルの値によって、規格化している。

測定回


照射後: Leakage Current(追加測定)

(測定回)

0 :11.14

1 :11.16

2 :12.05

3 :12.05

4 :12.15

5 :12.26

漏れ電流は測定回(時間)とともに減少しているようにみえる

Vbias=-75.5V近傍において比較。

●108/cm2 照射サンプル

●109/cm2 照射サンプル

Leakage Current [-μA]

Leakage Current [-μA]

測定回

測定回

●1010/cm2 照射サンプル

●1011/cm2 照射サンプル

Leakage Current [-μA]

Leakage Current [-μA]

測定回

測定回


まとめ

  • Gainは照射により、あまり変化していないようだ

  • NoiseRateは照射により上昇し時間が経過すると減少する、またCross-talkはあまり変化しない

  • Leakgae Currnetは照射により増加し、時間は経過すると減少する

これからすること

After Pulse

P.D.Eの解析


BackUp


NoiseRate補正

(測定回)

0~ :2007.11.14 照射直前

1~ :2007.11.16 照射直後

2~ :2007.12.05 60℃加熱前

3~ :2007.12.05 60℃加熱後

4~ :2007.12.15

5~ :2007.12.15箱蓋なし

6~ :2007.12.26

7~ :2008.01.12

8 ~:2008.01.12箱蓋なし(遮光強化)

Ref. V= -77.5V近傍

NoiseRate [Hz]

測定回

Ref.にバラつきがある

→Ref.の「0~ :2007.11.14 照射直前」の測定値で、各測定回の値を規格化した。

※5~ はおそらく微量のライトリークが

あったのではないかと予想。

(恒温槽の配線スポンジ部等)→失敗データ

NoiseRate [Hz]

規格化前

V=108/cm2-77.5V近傍

測定回


照射前のバラつきはマルチメータのオフセットのばらつきによるものと考えている。照射前のバラつきはマルチメータのオフセットのばらつきによるものと考えている。

Leakage Current (照射前)

Leakage Current [-μA]

Vbias [-V]


(測定回)照射前のバラつきはマルチメータのオフセットのばらつきによるものと考えている。

0 :11.14

1 :11.16

2 :12.05

3 :12.05

4 :12.15

5 :12.26

Ref. Leakage Current (測定回変化)

Ref. V= -77.5V近傍

Leakage Current [-μA]

測定回


Reference照射前のバラつきはマルチメータのオフセットのばらつきによるものと考えている。

20ns

200mV

1011 n/cm2 サンプル


Reference照射前のバラつきはマルチメータのオフセットのばらつきによるものと考えている。

100mV

1010 n/cm2 サンプル


Reference照射前のバラつきはマルチメータのオフセットのばらつきによるものと考えている。

100mV

109 n/cm2 サンプル


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