Bachelorarbeit - Desy

3 Datenaufnahme
3.1 Aufnahme von Spektren mit analoger Technik
Ziel dieses Abschnittes ist es, die Energieauflösung mit der analogen Technik zu unter-
suchen. Dies ist essentiell, um eine Aussage über die Güte des digitalen Auswertungsver-
fahrens treffen zu können. Um die optimale Energieauflösung zu erhalten, wurden drei
Parameter variiert: Der Verstärkungsfaktor des Hauptverstärkers (Gain), die Zeitkon-
stante (Shaping Time) τ und die Zählrate. Letztere wurde durch verschiedene Abstände
zwischen Quelle und Detektor variiert.
Der verwendete lineare Hauptverstärker ist der “671 Spectroscopy Amplifier” der
Firma Ortec [22]. Bei diesem lässt sich sowohl ein semi-gaußförmiger als auch ein dreiecki-
ger Filter einstellen. Es wurde ein semi-gaußförmiger Filter gewählt. Des Weiteren lässt
sich die Zeitkonstante (Shaping Time) und die Verstärkung (Gain) einstellen. Die Verstär-
kung ist durch eine Kombination aus einem groben und einem feinen Verstärkungsfaktor
regelbar; das Produkt aus beiden ergibt die gesamte Verstärkung. Die Erzeugung der
Energiespektren aus den bearbeiteten Signalen erfolgt mit einem Multi-Channel-Analyser
(MCA), der von der Elektronik-Abteilung des Instituts gefertigt wurde.
Auf die genaue Funktionsweise der analogen Elektronik kann im Rahmen dieser Arbeit
nicht weiter eingegangen werden. Für Informationen zu dem Thema sei auf [3] und [9]
verwiesen.
Zunächst wird die Abhängigkeit der FWHM von der Zählrate untersucht. Bei einem
Verstärkungsfaktor von 7,5 und einer Zeitkonstanten von 6 µs wird die Zählrate durch
Veränderung des Abstandes d zwischen Quelle und Detektor variiert. Wie in Tabelle 3.1
zu erkennen ist, ist in dem untersuchten Bereich bis zu 10,5 kHz die Auflösung nahezu
unabhängig von der Zählrate. Der Einfluss der Zählrate auf die Energieauflösung ist daher
vernachlässigbar.
Um die FWHM auch für höhere Zählraten zu untersuchen, wird zusätzlich zur 60 Co-
Quelle eine 56 Co-Quelle vor dem Detektor positioniert. Bei allen Spektren ab einer Zähl-
rate von etwa 12 kHz treten Artefakte auf. Zu jedem Peak tritt jeweils in einem festen
Abstand vom Peak bei niedrigeren Energien eine neue Linie auf. Abb. 3.1 zeigt ein nor-
males Spektrum von 60 Co und 56 Co bei einer gemessenen Zählrate von 10,1 kHz (rot) und
ein Spektrum bei einer Zählrate von 16 kHz (grün). Beide Spektren sind, abgesehen von
einem unterschiedlichen Abstand zwischen Quelle und Detektor, unter gleichen Bedingun-
gen durchgeführt. Für verschiedene Verstärkungsfaktoren verändert sich dieser Abstand.
Eine Erklärung für dieses Phänomen kann nach jetzigem Stand nicht gegeben werden;
dessen Analyse ist nicht Gegenstand dieser Arbeit. Vermutlich sind diese Artefakte auf
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