Diplom Arbeit - Kai Mengel :)...

Empfehlungen

Info

IV Obwohl die Szintillationseigenschaften von Bleiwolframat-Kristallen bereits seit 1948 bekannt sind und auch näher untersucht wurden [Krö48], spielten sie über Jahre hinweg, aufgrund ihrer geringen Lumineszenzausbeute, als Szintillatormaterial keine entscheidende Rolle. Die Gruppe der Wolframate, zu der es neben den langsameren Szintillatoren CdWO4, SrWO4 und CaWO4 gehört, zeichnet sich zwar ansonsten durch eine relativ hohe Lichtausbeute aus, die jedoch beim PbWO4 durch das thermische Quenching und die Energie-Transfer-Mechanismen bei Zimmertemperatur verloren geht [Lec95], [Kor96]. Es handelt sich aber um ein Material mit einer sehr hohen Dichte und damit verbunden mit einer sehr kurzen Strahlungslänge. Diese physikalischen Eigenschaften führen nun dazu, daß es in einem Kompromiß aus Leistungsfähigkeit und Anschaffungskosten zu einem sehr interessanten Kandidaten für hoch auflösende elektromagnetische Kalorimeter an Hadronen-Collidern der neuesten Generation wurde [Bar92], [Der90], [Kat93]. Es geht bei diesen Experimenten darum, hochenergetische Teilchen und Photonen bis zu 100 GeV zu detektieren. Die relativ kleine Lumineszenzausbeute spielt in diesen Energiebereichen keine Rolle mehr. Viel bedeutender für ein möglichst kompaktes Kalorimeter, mit dem eine gute Energieauflösung erzielt werden soll, wird es, die Energie, bei einem noch zu bewältigenden Kostenaufwand, möglichst vollständig zu deponieren. Aufgrund der hohen Dichte (ρ = 8.28 g/cm 3 ), der kurzen Strahlungslänge (X0 = 0.87 cm), des geringen Molière-Radius (R = 2.2 cm) und einer schnellen Abklingzeit (τ = 2/10/30ns) [Dro94], wurde Bleiwolframat schließlich als Material für die 110.000 Kristalle des CMS Kalorimeters ausgewählt [Com94]. Das elektromagnetische Kalorimeter TAPS, welches in einer Kollaboration von 7 europäischen Instituten [TAPS] auch hier in Gießen entwickelt wurde, um in relativistischen Schwerionenstößen oder photonuklearen Reaktionen hochenergetische Photonen, sowie neutrale Mesonen (π 0 ,η) über ihren Zerfall in zwei Photonen nachzuweisen, verwendet als Detektormaterial Bariumfluorid. Diese Kristalle, mit denen Photonen bis zu Energien meist unter einem GeV nachgewiesen werden müssen, haben eine hexagonale Querschnittsfläche mit einem Innendurchmesser von 5.9 cm bei einer Länge von 25 cm. Es stellt sich nun die Frage, inwieweit PbWO4 auch für den Einsatzbereich des TAPS Spektrometers eine Alternative zu dem verwendeten BaF2 sein könnte. Hinsichtlich der zu bestimmenden Observablen spielt das Energieauflösungsvermögen eines solchen Detektors eine essentielle Rolle. Es ist hierbei unbedingt notwendig, Messungen mit einem kleineren Prototyp unter realen Bedingungen durchzuführen, um die Anforderungen im vorhinein zu verifizieren. Es genügt dabei durchaus, mit einem relativ kleinen Aufbau zu arbeiten, solange die longitudinale und laterale Schauerausbreitung nicht wesentlich über die Begrenzungen des Detektorsystems hinausgeht. Um nun eine homogene Qualitätsverteilung der Kristalle und damit einen optimalen Aufbau zu erlangen, ist es von Bedeutung, in einem reproduzierbaren Verfahren die maßgeblichen Eigenschaften der Kristalle zu bestimmen.
Kapitel 1 Kristalleigenschaften Die Dinge haben nur den Wert, den man ihnen verleiht. Molière 1
Seite 1: Justus Liebig Universität Gießen
Seite 5 und 6: Inhaltsverzeichnis ZUSAMMENFASSUNG
Seite 7: Zusammenfassung Im Rahmen dieser Di
Seite 13 und 14: 1.1. Allgemeine Eigenschaften 3 Kap
Seite 15 und 16: 1.1. Allgemeine Eigenschaften 5 1.1
Seite 17 und 18: 1.2. Optisches Transmissionsverhalt
Seite 19 und 20: 1.2. Optisches Transmissionsverhalt
Seite 21 und 22: 1.3. Lumineszenzausbeute 11 1.3.1.
Seite 23 und 24: counts 1.3. Lumineszenzausbeute 13
Seite 25 und 26: Counts 1.4. Ergebnisse mit herkömm
Seite 27: Kapitel 2 Testexperiment am MAMI 17
Seite 30 und 31: 20 2.1.1. Produktion monochromatisc
Seite 32 und 33: 22 Abb. 2.4 Verlauf der Führung de
Seite 34 und 35: 24 2.2.2. Der 5x5 Detektorblock 2.
Seite 36 und 37: 26 2.2.3. Die Schrittmotorsteuerung
Seite 38 und 39: 28 2.2.6. Datenaufnahme 2. Testexpe
Seite 40 und 41: 30 2. Testexperiment am MAMI
Seite 43 und 44: 3.1. Kalibrierungen 33 Kapitel 3 3.
Seite 45 und 46: Counts 3.1. Kalibrierungen 35 Nach
Seite 47 und 48: Counts 10000 8000 6000 4000 2000 3.
Seite 49 und 50: 3.2. Auflösungen 39 Aus der nicht
Seite 51 und 52: σ(E)/E 10,0 9,0 8,0 7,0 6,0 5,0 4,
Seite 53 und 54: 3.2. Auflösungen 43 In Abbildung 3
Seite 55 und 56: 3.2. Auflösungen 45 Die Position d
Seite 57 und 58: Counts 3.2. Auflösungen 47 3.2.3.
Seite 59 und 60: y-Koordinate [cm] Counts 3.2. Aufl
Seite 61 und 62:
3.2. Auflösungen 51 3.2.4. Strahlf
Seite 63:
. Kapitel 4 Geant-Simulation Alles
Seite 66 und 67:
56 4.1.2. Strahlprofil 4.Geant-Simu
Seite 68 und 69:
Counts 58 Counts 4.Geant-Simulation
Seite 70 und 71:
60 4.2.3. Simulierte Ortsauflösung
Seite 72 und 73:
62 4.Geant-Simulation
Seite 75 und 76:
5.1. Vergleich mit dem Photonenspek
Seite 77 und 78:
5.2. Ansprechfunktion für monoener
Seite 79 und 80:
5.3. Ausblick 69 5.3. Ausblick Im R
Seite 81 und 82:
Anhang Abb. A Technische Zeichnung
Seite 83 und 84:
Abb. C Technische Zeichnung der sei
Seite 85 und 86:
Literaturverzeichnis [Aco91] D. Aco
Seite 87 und 88:
[Krö48] F.A. Kröger, Some aspects
Seite 89 und 90:
Abbildungsverzeichnis 1. Kristallei
Seite 91 und 92:
Tabellenverzeichnis 1. Kristalleige
Seite 93 und 94:
Danksagung Zuerst gebührt mein Dan
Seite 95:
Die Ergebnisse dieser Arbeit basier
Alle anzeigen

Diplom Arbeit - Kai Mengel :)...

Sie wollen auch ein ePaper? Erhöhen Sie die Reichweite Ihrer Titel.

Template löschen?

Als Template speichern?