ASAXS - Helmholtz-Zentrum Berlin

5 Erweiterung des ASAXS-Messplatzes am BESSY II
Gas-Delay-Line Detektoren, wie ein MWPC-Detektor, können in verschiedenen Betriebsmodi
betrieben werden; dem Proportionalitätsbereich oder dem Stoßionisationsbereich. Für
(A)SAXS-Experimente ist es zwingend notwendig im Proportionalitätsbereich zu arbeiten,
d. h., die Zählrate muss proportional zur Primärintensität sein, andernfalls lassen sich verschiedene
Aufnahmen nicht untereinander vergleichen. Abbildung 5.7 zeigt den charakteristischen
Verlauf der gemessenen Pulse in Abhängigkeit der angelegten Anodenhochspannung.
Der optimale Arbeitspunkt, im Proportionalitätsbereich, ist im Anfangsbereich des Plateaus,
da mit zunehmender Anodenhochspannung der Detektor während der Nutzung schneller an
Empfindlichkeit verliert (Alterung). Abbildung 5.7 zeigt zusätzlich den theoretischen Verlauf
der gemessenen Pulse in Abhängigkeit der Driftspannung. Die optimale Driftspannung ist am
Maximum des Verlaufs erreicht. Höhere Driftspannungen führen zu einer minimalen Erniedrigung
der Empfindlichkeit des Detektors und zu einer schnellen Alterung.
Um die optimalen Detektorparameter zu bestimmen, wurde die integrale Zählrate des Detektors
einer stark streuenden Probe (Fluoreszenz einer Ni-Folie) in Abhängigkeit von der
Anodenhochspannung sowie der Driftspannung gemessen. Hierfür wurden sowohl die integrale
Zählrate der Anode als auch die vier integralen Zählraten der Kathoden digitalisiert und
aufgezeichnet. Die verwendete Röntgenenergie betrug 8400 eV, um sicherzustellen, dass es ein
ausreichend hohes Streusignal auf dem Detektor gibt. Während den Messungen wurde aus
Sicherheitsgründen ein größerer Primärstrahlabsorber (14 x 14 mm Cd) verwendet. Des Weiteren
wurde darauf verzichtet, die Messung bis in den Stoßionisationsbereich durchzuführen
(Zerstörungsgefahr des Detektors).
Zählrate [cps]
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
3600 3800 4000 4200 4400 4600 4800
Anodenhochspannung [V]
Arbeitspunkt
4750 V
Anode
Kathode x1
Kathode x2
Kathode y1
Kathode y2
Zählrate [cps]
3000
2900
2800
2700
2600
Arbeitspunkt
-400 V
0 -200 -400 -600 -800 -1000 -1200 -1400
Driftspannung [V]
Anode
Kathode x1
Kathode x2
Kathode y1
Kathode y2
Abbildung 5.8: Links: Abhängigkeit der integralen Zählraten als Funktion der angelegten Anodenhochspannung.
Die Driftspannung betrug konstant -400 V. Der neue Arbeitspunkt
beträgt 4750 V für die Anodenspannung. Rechts: Abhängigkeit der
integralen Zählraten als Funktion der angelegten negativen Driftspannung. Die
Anodenspannung betrug 4750 V für diese Messung. Der neue Arbeitspunkt für
die Driftspannung beträgt -400 V.
Abbildung 5.8 zeigt die gemessenen und auf den Synchrotron-Ringstrom normierten Zählraten
als Funktion der Anodenhochspannung. Während dieser Messung betrug die Driftspannung
-400 V. Es fällt auf, dass die Anode bei einer niedrigeren Hochspannung bereits in Sättigung
ist im Gegensatz zu den vier Kathoden. Der neue Arbeitspunkt wurde so gewählt, dass
alle Kathoden und die Anode deutlich im Plateau-Bereich sind. Die neue Anodenspannung
für den MWPC-Detektor beträgt 4750 V.
Abbildung 5.8 zeigt die gemessenen und normierten integralen Zählraten des MWPC-
Detektors als Funktion der angelegten negativen Driftspannung. Während dieser Messung
betrug die Anodenspannung konstant 4750 V. Es fällt auf, dass alle Zählraten bereits ab
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